S P R E N G E R I N S T I T U U T Haagsteeg 6 , 6708 PM Wageningen
T e l . : 08370-19013
(Publikatie uitsluitend met toestemming van de directeur)
RAPPORT NO. 2253
E.J. Woltering, H. Harkema en E.P. Sterling
PROEFOPSTELLING VOOR DE BEGASSING VAN TUINBOUWPRODUKTEN MET ETHYLEEN
Uitgebracht aan de directeur van het Sprenger Instituut Project no. UU 1 (september 1983)
Samenvatting/Summary
"blz.
1. Inleiding 1
2. Beschrijving installatie 1
3. Toegepaste onderdelen en materialen 6
U. Temperatuurvèrdeling 7
5. Oploshaarheid van ethyleen in vater 10
6. Lektest 12
7. Controle activiteit KOH-oplossing 12
8. Controle luchtsamenstelling 13
9. Discussie 13
SAMENVATTING
In dit rapport wordt een installatie beschreven voor de bestudering van het effect van begassing van tuinbouwprodukten met ethyleen.
De installatie bestaat uit 60 gesloten begassingseenheden die geplaatst zijn in k klimaatcellen.
Tijdens de experimenten wordt de luchtsamenstelling (COp/Op/Np) op buitenlucht-condities gehandhaafd door het onttrekken van de geproduceerde COp met behulp van een KOH-oplossing en het compenseren van de verademde 0? met behulp van een
Op-injectie systeem.
De installatie is ontwikkeld voor de bepaling van de ethyleengevoeligheid van een aantal tuinbouwprodukten in relatie tot de ethyleenconcentratie, de bewaarduur en de bewaartemperatuur.
SUMMARY
In this report a system is described for study of fumigation of horticultural products with ethylene.
The system consists of 60 closed fumigation-units which are situated in k
climate-chambers .
During fumigation experiments air composition (C0?/0 /Np) inside each unit is maintained at atmosferical conditions by scrubbing respirated Carbon Dioxide and replenishing of dissimilated oxygen by means of an Dp-injection mechanism. The system is designed for analysis of ethylene-sensitivity of some products in relation to ethylene concentration, storage-time and storage-temperature.
1. Inleiding
Ethyleen (C H. ) is een gasvormig fytohormoon dat een "belangrijke regulerende functie vervult bij de grqei en de ontwikkeling van planten.
Alle hogere planten en sommige schimmel« en bacteriën produceren ethyleen (1). Vooral in de nabijheid van fruit en vruchtgroenten kunnen hierdoor hoge ethyleen-concentraties voorkomen (5, 7, 8 ) .
Ethyleen komt tevens vrij bij onvolledige verbranding.
Uitlaatgassen van diesel-, benzine- en LPG-motoren bevatten naast o.a. CO aanzien-lijke hoeveelheden ethyleen (6).
Op bloemenveilingen en pakstations waar gemotoriseerd verkeer aanwezig is worden dan ook regelmatig betrekkelijk hoge concentraties aangetroffen.
Extern ethyleen kan in het plantaardige weefsel diffunderen en een verstoring van de hormoonbalans bewerkstelligen, hetgeen bij sierteeltprodukten vaak kwaliteits-achteruitgang ten gevolge heeft.
Met name snijbloemen blijken erg gevoelig voor ethyleen te zijn (10, 20). Echter ook tulpebollen (1U) en potplanten (11, 21) blijken na blootstelling aan geringe ethyleenconcentrâties 'schade te vertonen.
De mate waarin bij een bepaald produkt schade optreedt is naast de ethyleenconcen-tratie en blootstellingsduur sterk afhankelijk van overige klimaatfactoren zoals temperatuur en C0p-concentratie ( 1', 11, 12, 13, 16).
De relatie tussen de bovengenoemde factoren is alleen voor de anjer uitvoerig onderzocht (2).
Voor beoordeling van praktijksituaties (opslag/vervoer) is deze" kennis ook voor andere produkten gewenst.
Voor het vaststellen van deze relaties is een installatie geconstrueerd bestaande uit 60 begassingseenheden die per 15 stuks geplaatst zijn in'U klimaatcellen elk met een temperatuurbereik van =5 tot +30 C.
In dit rapport wordt de constructie en werking van deze installatie besproken.
2. Beschrijving installatie
De geconstrueerde installatie bestaat uit 60 begassingseenheden die per 15 stuks
in k klimaatcellen zijn geplaatst.
Centraal in de installatie staan de roestvrijstalen produktcontainers die in opdracht door de Technisch. Fysische Dienst voor de Landbouw geconstrueerd zijn
(figuur 1).
De containers bestaan uit een deksel, met hierop de uitwendige aansluitingen (d.m.v. snelkoppelingèn), venster, septumnippel, gaskraan en bij enkele containers een thermokoppelaansluiting.
-2-Het deksel wordt d.m.v. oogbouten op de romp, die liggend in rekken geplaatst is, bevestigd.
De afsluiting vindt plaats d.m.v. een o-ring.
1. snelkoppelingen, septum-nippel en gaskraan 2. bevestigingsring venster 3. handgreep h. venster 5. oogbout 6. siliconen o-ring T. thermokoppel 8. siliconen afdichtings-ring
Indien levend produkt in de container geplaatst wordt, zal in het donker ten
gevolge van dissimilatie de 0 -concentratie afnemen en de CO?-concentratie in
ongeveer gelijke mate toenemen volgens de bruto dissimilatie vergelijking.
C6H12°6 + 6 °2
6 CO + 6 H20 + E
De intensiteit van dit proces is sterk afhankelijk van de temperatuur (figuur 2) met als gevolg dat er verschillen ontstaan in de samenstelling van de container-lucht indien hij verschillende temperaturen zou worden bewaard en dientengevolge de behandelingen onderling niet meer vergelijkbaar zouden worden.
Van speciaal belang is hierbij de oplopende CO?-concentratie omdat deze bij
ge-ringe verhoging (0-1%) reeds de ethyleenproduktie kan beïnvloeden (9) en bij
verdere verhoging (1-5%) de ethyleengevoeligheid sterk kan verlagen (1, h, 12, 18),
zuurstofverbruik
20 30 40 50
temperatuur in °C
Figuur 2. Het verband tussen ademhaling en temperatuur
(Bron: De groene aarde, Dr. Th. Alberda e.a., blz. 71)
Ook kunnen verschillen in luchtsamenstelling optreden tussen containers bij een-zelfde temperatuur ten gevolge van de geïnjecteerde hoeveelheid ethyleen.
Ethyleen kan in bepaalde gevallen een "druk" op de ademhaling uitoefenen (1U, 17) waardoor ook deze behandelingen niet meer onderling vergelijkbaar zijn.
Omdat een gewijzigde luchtsamenstelling ongewenst is dient deze geregeld te wor-den. Hiertoe is per container een COp-scrubber en een 0_-inspuitingsmechanisme gemonteerd.
.14-Figuur 3. Installatie voor begassing van tuinbouwprodukten met ethyleen
1. R.V.S.-container (inhoud 70 l) 2. Membraanpomp (~U l/min.)
3. CO -scrubber (KOH opl. 20$)
h. Ethyleenscrubber (Ethysorb) 5. Drukverschilschakelaar (Differentie 3 cm Wk) 6. Magneetklep (open/dicht) 7. Signaallamp 8. Impulsteller 9. Zuurstofcilinder 10. Ethyleenscrubber (Ethysorb) 11. Referentievat (inhoud~50 l ) .
D.m.v. een membraancompressor (g) wordt de containerlucht (V) door een KOH-op-lossing (20%) Cßj geleid (alwaar C0? gescrubd wordt) en daarna weer terug de container in.
Bij enkele eenheden is in deze keten een ethyleenscrabber (h) (Ethysorb
geacti-veerd aluminium oxide + KMnO. ) opgenomen zodat door het produkt zelf geproduceer-de ethyleen gescrubd kan worgeproduceer-den (0 ppm/controle).
De door het scrubben van C0p ontstane onderdruk wordt overgebracht op een druk-. verschilschakelaar (5) waardoor bij voldoende drukverschil tussen container (j^) en referentievat nj) , aanwezig teneinde te voorkomen dat atmosferische
drukver-anderingen de drukverschilschakelaar doen aanspreken, de mageneetklep (6j , de
signaallamp (j) en het telrelais {&) bekrachtigd worden.
Er zal nu zuurstof (9J via een ethyleenscrubber (JO) in de scrubketen gespoten worden totdat door een geringe overdruk in de container het elektrisch circuit weer onderbroken wordt.
De drukverschilschakelaars staan dusdanig afgesteld dat de differentie ca. 3 cm WK bedraagt.
Het verloop van de druk en de 0 -concentratie in de container staan geschetst in
figuur k. t, °/o 02 cm. WK. Q2 0,1 0 • 2 0 -O/l h -1 h -0,2 - - 2 •+• t i j d
Figuur k. Verloop van de druk (cm WK) en de 0_-concentratie {%) in container met produkt indien C0p gescrubd wordt.
Uitgaande van een begindruk van 1 atm en een constante CO.-produktie. Bij pijlen wordt: 0 geïnjecteerd; het interval is afhankelijk van hoeveelheid produkt en ademhalingsactiviteit.
Door dus elke RVS-container uit te rusten met een COp-scrubber en een
Op-in-spuitingsmechanisme en per klimaatcel één referentievat, "blijft tijdens begas-singsexperimenten de luchtsamenstelling in alle containers nagenoeg gelijk zodat de experimenten op een reproduceerbare wijze kunnen worden uitgevoerd.
De verschillende onderdelen zijn door de technische dienst van het Sprenger Insti-tuut op overzichtelijke wijze op een paneel aangebracht, waar vandaan slangen naar de containers leiden.
3. Toegepaste onderdelen en materialen
Bassi and Spencer (3) hebben een aantal materialen uitgetest op hun geschiktheid voor toepassing in installaties voor het meten van ethyleenprodukties.
Zij tonen aan dat roestvri jstaal," koper, glas en rubber op siliconen basis het meest geschikt zijn in verband met hun geringe adsorbtie en emissie van ethyleen.
Deze gegevens hebben als basis gediend bij de materiaalkeuze.
Achtereenvolgens worden de verschillende onderdelen en de gebruikte materialen besproken.
Containers :
In opdracht vervaardigd door Technisch Fysische Dienst voor de Landbouw te Wage-ningen. Inhoud 70 liter. Roestvrijstaal met glazen venster.
Afdichtingen met siliconen o-ring.
COp-scrubbers:
In opdracht vervaardigd door Poulie te Wageningan. Glas met als scrubmedium 20% KOH-oplossing.
Ethyleenscrubbers:
Pvc-buis gevuld met ethysorb (geactiveerd aluminiumoxide met KMnOi ).
Pompen :
WISA-membraanpompen type 123 met EPDM-membranen (rubber).
Het gebruik van siliconenrubber. .membranen bleek door de geringe mechanische sterkte niet mogelijk (levensduur ca. 3 uur).
Magneetkleppen: Lucifer, messing.
Drukverschilschakelaars :
Snelkoppelingen:
Serto, messing koppeling met ventiel, insteeknippel zonder ventiel.
Referentievat:
PVC-geiast. Inhoud ca. 50 liter voorzien van snelkoppeling en gaskraan.
Gaskranen: Messing
Septumnippel: Messing met siliconen-rubber septum.
Slangen: REHAU-plastics, p.v.c. diverse maten.
Proefnemingen met dit materiaal (niet in dit rapport opgenomen) hebben aange-toond dat adsorbtie en/of emissie van ethyleen door dit materiaal geen rol van betekenis speelt bij ethyleenbegassingsexperimenten.
b. Temperatuurverdeling
Om na te gaan in hoeverre de containers binnen 1 klimaatcel onderling verschillen in temperatuur zijn zowel bij een hoge (~ 2b C) als bij een lage (~3 C) tempe-ratuur; metingen verricht.
Hiertoe werd in elke container, in het referentievat en in de cellucht een ther-mokoppel aangebracht en werd gedurende 1 etmaal de temperatuur elk uur
geregi-streerd.
In tabel 1 en 2 staan deze metingen gerangschikt.
Bij beide temperaturen blijken de temperatuurverschillen tussen de containers on-derling niet significant te zijn.
Het blijkt dus voldoende slechts enkele containers per klimaatcel met een tempe-ratuurmeter uit te rusten.
o o 3 -CM cö' u • o •H CD ö • H CÖ -P Ö O O > Ö •H G CD ^ M a • H -p CD 3 - P cö S M CD & 0) En CD •s En 2 r-v <X —< Ld 2 <r UJ 3Z Z <r UJ z: z < L LU :c 2 <C Lü s: 2 <X Lü s: •o T H 11") •r-H <r - r H ro •r-4 CM •r-1 < t TH Lü 2 O <U TH Lü ZZ 2 O-•O Lü S 2 co Lü Lü 2 -O • C Lü 7Z Lü 7C <Z Lü 2 ro <r Lü 2 f ) 2 <E Lü s : n o m rs_ r-j n N fi M >o c œ « t < ! n r < <r ^ CJ- c - o r i ü i f T o r-i ui f ) n N - o r « f i n n i / i n >o <r f v n r-i r-i r-J r-j r i r J M r-j CI C-I r i c-i r-J r-i r-i r-i CM CM r-J r-j r-J r j r-j CM
T H O O T H O O O O O O O OO O OO O C S O O - O- O - C O O
-T - r r r - r < - - q - < r -T - q - -T -T<T f l - ^ r » r T ' r n T M n r o K ) r o r i CM CM c J n r-J f i r-J r-i ei r-i c-i CM CM ei r-J r-j CM CM r-i CM CM CM CM
f r o r i CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM T H T I r i ,-< o T H O O
r-i r-i CM r i r-i r J C-J CM r i r i r-j CM c-i r-i r-i r-i r-i r-i r-j C J r i r i r-i r-i
> r T - r t n n n M f ) n r-i n w n M M M r-i r-i r-i r i r-i -r-i r i r-i r-i r-J r i r-i r i r i r i r-i r-i r-i r-i r-i r-J r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-i r i
n Ü I <r fl- T < r T M < r n n <r i i i<) r-i M M r - i n n c-j r-i r-i CM v < ï-« r « r « r H r « . - H r < - ^-f l - " T < - « T < ' « H " « r « r « C " « J ' v ^ " « r T
r-i r-i r-i r-i r-i r-J r-i r-J r-i ei r-j r-J r-i r-i r-j r-i r-j r-J r-i r i r-i r-i r-i r-J
T r - i - r i r - i T - T - i o o o o o - ^ o o o o o o o o o o - c o c r i r-i r-J r-j r-J r-j r-i r i T J r-j r-i r-j r-i r-i r-J r-i r-J r i r-J ei r-J r-j r-J r-j r-i
n r - i T H w o o o f f - o o o o o o o - o - o o - o - C N O D C c i c o c » r-j r-J r-j r-J r-i r-J r i r J r-i r i r-j r-J r-i r-i r-i r-J r-i r-J r J r-J r-j r-i r-i r-J
ü i n n n r-i CN r-i r-J r-j r-J r-J CM r-J r-i r-j r-J O n r < T H T-l O O r i r-i r-i r-i r-j r-i r-i r-J r-j r-J r-j r-J r-j r-i r-j r-J r-J r-J r-j r-i r-i r-J r-i r-J
<r <r <r - r -g- r o r o r o r o r-j r o to r-J ro r-j r o r-j r-J r-i r o r-i r-i r-j r-J
V " f v r < r T r T v < r v T T f ç T T » < r ' r T T ' i " f r-i r j r-i r-J r-j r-J r-J r-J r-J r-J r-j r-J r-J r-i r-j r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-i
< r m n - o f i < r i i T r ^ » T<r i < ) f n,r,t M < r < i - M < f n T
r-j r-i r-j r-j r-j ei r-j r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-j r-i r-i r-J r-J r-i r-J r-i r-j r-J
n - < j > o > o > o n n < f < r < - < r,r < r < m <,T,' ' " r ' f w,r
r i r-J r-j r-i r-i r-J r-j r-J r-j r-i r i CM r-j r-J r-j r-J r-i r-j r-j r-i r-i r j r-j c-J
< r n u T,o w < ' n n < r T i < f M i < ) < s - r < ) > r o n ï r < r M < r w ' ' r-j r-J r-i r-J r-j r-J r-i ei r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-j r-j r-j T J r-j r-i r-j et r-j r-J
i j i < n < i > o i i i i i T ï i i T M T ^,< r ü i ( < ) < f < r M ' r ' r ' r i i T n ' r • ^ - • r < T * H - T r < r * r < r - T r - ^ - < r < " < " - ^ ' - < r < " <r T < r « f 91 <r c - ^ r r-j r-J r-j r-J r-j r-J r-J r-J r-j r-r r-i r-J n r-i r-j r-J r-i r-i r-j r i r-j r J r-j D J
U T <ri v \r> TJ- ro <r ro M r-i n ro ro to r-i M ro r-i ro r o r-i r o r-j ro
* T T r T j - T j * « T « r - ^ - * r * r - « r « r < - « T «:r * r - r f - « r * j - H r - c i - « r « r *TT / '
r-j r-J r-J r-J r-j r-J r-i C N r-J r-i r-i C M r-j r-i e t r-i r-i C M r-j r-J r-i r-J r-j r-J
<r <r ro «r -er to ro r-J ro r-i r-i c-i r-i r-i H r-i r-i T-C r-i r-i r-i r-i --i r-i
^ • < t < r < f < r T < r, r T T < r T » < r < r < r <r <r T ,r ' r » 7 T r-i r j r-i r j r-i r J r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-j r-i r-i r-i r-i r-J r-j r-J r-J ei r-j r i
•<r ui <r -o m «r -r ro -q- ro ro ro ro <r r-j ro ro r-i ro to ro ro r-i ro r-j r-i r-i r-i r-i r-i r i r-i r-j r-J r-j r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-i r-j r-i r i r-i r-j CM
r o «r r o iii T t o <r r-i r o r-i r-i r v r-i r o r-i r-i r-i r-i r-j r-j r-j r-i r-j r o •rr r r T P - T r - T r - T j - T T T T T T r • « r < r < i-- ^ ' ',T ^ r <r < r ^ v <r «î T J T J -r i -r-i -r-j -r-j -r J -r J -r-i -r-J -r-J -r-i -r-i -r-i -r-J -r-J -r-j -r-i -r-i ei -r-J -r-i -r-i -r-i -r-J -r-i
H M f ! fl- i l <o N CO O- O H M M T liT -O N O I N O T ; C l |<) < r ,_, ^ i T H T H w T H T-I T H ^i ~< r-j r-i ei r-i c-i
co LO T r-i co o LT Cl ^ < l O O <f r-i •T Cl r-J r^ o - f T H o r-j r-J r-i r s co « r ei o r-J < • o r i ro r-i es T ro o r-J T O r-j co r-J r-j T o T H r-i T O C4 rs r-i «r O TH C-I ro o Cl o CO TH T •r-< ri C i •o- o r-i co co r v T r-i o r-i r - o r-i co o r% -<r <r o r-J 1- o r-J co T C O T « r o r-J f o r-i r-j co o *r r o T H r-J T o r-J r-i T O. ' T < - O CM r-J r-i r i o~ « r r o o CM r-i Cl T O- T r-i o r-J <r o r-j rx « f O T r o o r-J T o r-j co o co T r-i o r-J «r o r-J 2 Z> <r o Lü h-31 cn z r H Cl) G • H cd -P Ö O o -p cö !> d) • H -P • Ö D U <1) t u 0) U U 2 0 -P cd U Q) R< Fi a; -p H a; o I vo t— u u Ö
1 Z N 1 i <r r-i i 1 UI 1 1 XL 1 1 z i <r 1 UI 1 3Z 1 z 1 *£ 1 UI I z i <r 1 UI i x: 1 z 1 <L 1 UI 1 •£. 1 2 1 <I 1 Ui 1 £ 1 Z 1 C". 1 UI 1 X. 1 Z 1 <x 1 UI i 3 : i z 1 <c 1 UI i r 1 z i < : 1 UI i x: 1 z 1 <L 1 UI i a: 1 z 1 <t 1 UI • ^ 1 z 1 c 1 UI i z : 1 z i <: 1 UI 1 XL 1 z i <r 1 UI i XL 1 z 1 <t 1 UI 1 x 1 z i <r 1 UI i x 1 co 1 CQ 1 o «0 1 n i n i •q- i r l 1 M 1 i H | PI 1 r i 1 r l 1 r l 1 O 1 r t 1 0» 1 00 1 | s . 1 - 0 1 tol 1 T 1 ro i Cl 1 i - i i rs fs co œ -o o T o o b? CD m -< <r n O- CD «T n in <i r-J CM O -O O CM ro ri CM r.' ro in M CM r*i *r ci CM T T ro i-i CM «r «r CM n ro M «r T «r ro
co in ii? -o -o in w -o ïii T m -o m T ui -o >o -o V) -o >o rs co rs rs ix œ
co es -o w f) in m in «r f <r <r <r <r UT m in t *r in *r «O CO rs rs rs rs es T n ro M ri ro n ri PJ CM M CM CM n M n CM CM r*) m in O < -O -O ^O < r N < r i,) ' < r n r ) i i M n n i,) n M M M W M M M n - O N > 0 ' 0 > o - o s o r o r s - o ^ s O s o s o u T i n - o i n i n t n i n i n i n i n i n i n i n - o r s r s r s r s r s ^ M w r o r o M r o r o t o M r o M r o r o r o r o r o t o r o M r o M r o w n f O M « ts <T CO M M to M M CM M rO CM M M CM CM CM CM CM M <• m m UT IO T T n n n r t n M M n n n i ' i M M n i ' i M i i n i o n N n n n M i o © - O ^ " 0 i n i n i n i n i n i n i n ' < r i n « r i n i n « r « r < r < - f l - s 0 i r s s 0 s o . o « o v M n N r i M r i M i O M n M n N M M n f i M M n N n n n i i i1 ) n M n n n r i M n n N r t w n N M i i c J OJ CM w CM «O -O V) «O -O -O to to to t o t o t o r o r o t o t o r o r o r o r o r o t o t o r o r o t o t o r o r o t o t o i o i o œ i f l ^ v n u M M M N n n r t r - i M M M C H - i N n ^ N ' O ' O ' O ' O M » M M M M M M M M M M M M M P ) P I M I 1 M M M M M M M M (O tO P I tO M CM C) CM M CM CM CM CM «-• M CM W w H H n IT ^ l i l K ) | f l n M M M M n M n n w w M M n n n M w M o n M n n n n n n N n n w M f J n M n r i n (M M H CM CM CM CM CM CM CM W • o n m i n m M M M M M M M M M n n n M M M I O n M M M M M n M M M I ' ) rs C M M N M CJ M CM CM M PI r i H N - < H w H rt H <r b l <t V <f « M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M T tO CM CM M CM CM CM CM n P I CM PI n CM CM r l n —P-J CM «T V> «• «T V * M n n M n n n M n n n M M n n M n M n M M M M M i o n n •o «r to ro 'CM CM M r*> CM »H 04 CM CI - * CM CM CM n H -n r-i T W T T * r «r M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M <r « r o > " 3 - ' r r o f O ' > 3 - > T r o t o r o t o r i i o r o r o n r i M r t > O N < 0 ' O - O ' O n r o n M n n n n M M n n i i M M n n M n M n n n n n n i * ) r i p j t o < - i n > o r s œ o - - © - r - i r 4 t O ' < r i n < i r s C D C s © r i r i f O « r i n - o r s H H r i r l r l H - H H <4 r i PI M N PI CM CM CM CM O M H N T CD CM M O CM CK r i rs UT »H PI co 00 rs m P I P I to o o o co rs n - P i M O un ro <• rs «r PI r>i to o o» If) PI PI M O m CM - • rs ^o CM PI r*> o «o P I r~ fi PJ P I r*> o - 0 PI tN 111 rH PI ro o 10 UT rs M r i CI ro o o- P-» rs M r l ( M ro o IV rs <r PN M *•* c-i M O \n CM 10 rs ro ~> CM ro o o sO LT r s PI r i p i œ T r i fS. TJ r i p j r> o f ) • c ro rs P I n CM to o c~ r i - o r s <T n p j <E 1= Ul » -s: to z r i fl) Ö • H CCi • P Ö Ü 0 -p CÖ > eu • H - P Ö O; r i (U « H <U r i ^ g
s
• p cd r i flJ B1 R <u • p H <U O r i Ö Il II I MD U aU
-10-5. Oplosbaarheid van-ethyleen in water
Omdat in de "begassingseenheid een CO -scrubber is opgenomen met een KOH-oplos-sing zal hierin enig ethyleen oplossen.
Met behulp van de gegevens van Perry (15) is de oplosbaarheidsfactor als functie van de temperatuur uitgezet (figuur 5).
Hieruit blijkt dat bij hoge temperatuur minder ethyleen in water oplost dan bij lage temperatuur.
Voor het bepalen van de hoeveelheid ethyleen die in het in het systeem aanwezige water oplost (scrubeffect) kan de navolgende formule gehanteerd worden.
S = C * 0 * G I * 100 S = C = 0 = G = 1 =
Scrubeffect = afname van de C H, -concentratie (in ppm) in een bepaald volume door de aanwezigheid van een bepaalde h.v.h. water in het systeem
concentratie O H , in gasfase (ppm) oplosbaarheidsfactor (uit grafiek) hoeveelheid water (in gram')
inhoud container (gasfase) in 1
In tabel 3 wordt het scrubeffect voor enkele temperaturen gegeven.
Tabel 3. Scrubeffect (in %) in een systeem met een gasfase van 70 liter en een vloeibare fase van 500 gram
temperatuur ( C)
0
6
12 182k
30 scrubeffect {%) 0,160 0.13U . 0,113 0,096 0,085 0,077Hieruit blijkt dat in de actuele situatie de hoeveelheid ethyleen die in het water oplost zo gering is dat hiermede geen rekening gehouden behoeft te worden. Wel dient na elk experiment de scrubketen enige tijd doorgespoeld te worden om het opgeloste ethyleen weer te verwijderen.
O P L . H E I D S F A C T . ;;1E - 2 1 OA 2.05 1.90 1.75 1.60 1.45 1.30 • 1.15 1.00 otöo + ïtöö + ÎSÎÔÔ + ïêtôô + 24töÖ + "~3ÖtöÖ ~ "+ TEMPERATUUR
Figuur 5. Oplosbaarheid (in y l ) "bij v e r s c h i l l e n d e temperaturen ( C)
van 1 ppm ethyleen in 100 gram water
-12-6. Lektest
Omdat tijdens ethyleenbegassingsexperimenten de gewenste concentraties doorgaans dicht bij elkaar liggen kunnen kleine lekkages in het systeem de proeven sterk
verstoren.
Tevens zal het Op-injectie mechanisme door lekkage ontregeld worden.
Een accurate methode voor het testen op lekkages is de.volgende procedure: 1. Sluit alle containers en koppel de slangen aan.
2. Breng in het referentie-vat een overdruk van +0,1 atm.
3. Als gevolg van deze overdruk zal in alle containers net zo lang 0_ ingespoten worden tot de druk ook 0,1 atm is.
h. Zet nu alle impulstellers op nul.
Indien lekkages aanwezig zijn zal na enige tijd de desbetreffende begassings-eenheid een of meerdere malen ingespoten hebben hetgeen op de impulsteller afge-lezen kan worden.
Met een zeepoplossing kan nu het lek gezocht worden.
Het werken met freon gas en een freon lekzoeker dient vermeden te worden daar freon storend werkt op de ethyleenanalyse en het moeilijk is de freon-spoortjes weer . uit' het systeem te verwijderen.
7. Controle activiteit CO^-scrubbers 2
De activiteit van het COp-scrubmedium (een 20% KOH-oplossing) kan gecontroleerd
worden d.m.v. de volgende test. De benodigdheden voor deze test zijn:
- een oplossing van 0,1% trinitrotoluol (TNT) in alcohol (95%);
- als referentie-oplossingen: 20% K0H (vers) en een verzadigde oplossing van
Na2C03.
TNT is een indicator die door kleuromslag aan kan geven wanneer de werkzaamheid van K0H verminderd is (19).
v Voegt men aan bv. 10 ml van de referentie-oplossingen enkele druppels van de TNT-oplossing toe, dan zal de KOH-TNT-oplossing oranje-rood kleuren.
Na_C0^ is kleurloos na het toevoegen van TNT.
Door nu aan dezelfde volumi,na van de te toetsen KOH-oplossingen (in dit geval 10 ml) enkele druppels TNT-oplossing toe te voegen zal er een kleuring ontstaan. Door deze kleur te vergelijken met de referenties kan een globaal oordeel gegeven worden over de te verwachten activiteit van de KOH-oplossingen.
Het is wel noodzakelijk om de kleurvergelijkingen zo spoedig mogelijk na het toe-voegen van TNT uit te voeren, daar de kleuren gaan verlopen.
8. Controle luchtsamenstelling
Nadat het produkt in de containers is geplaatst kan via het verwisselbare septum met een injectiespuit ethyleen geïnjecteerd worden.
De injectie van ethyleen vindt plaats met polypropyleen injectiespuiten (1-10 ml; Becton-Dickinson & Co. Ltd) uit infuusflessen waarin verdunningen van ethyleen in lucht zijn gemaakt met behulp van 100$ ethyleengas (Matheson).
De te injecteren hoeveelheid ethyleen wordt als volgt berekend:
_ Cg * (V-G) d - gr waarbij : d = aantal ml C?H. doseren C = gewenste concentratie (ppm) g V = volume (in ml')
G = vers gewicht produkt (in g)
Ci= concentratie geïnjecteerde ethyleen (ppm)
Via hetzelfde septum kan met dezelfde soort injectiespuiten een luchtmonster uit de container worden getrokken ter analyse.
Voor de analyse van ethyleen wordt gebruik gemaakt van een Intersmat gaschromato-graaf type G.C. 120 met dubbele kolom en vlamionisatie detector (FID).
Determinatie van ethyleen vindt plaats op basis van retentie-tijd, kwantificatie op basis van piekoppervlakte met behulp van een Hewlett-Packard 3390A-integrator. De ijking van de gaschromâtograaf geschiedt met behulp van ijkgassen, 0,1-100 ppm
(Matheson).
De koolzuurgasmeting vindt plaats door aan het eind van de proef een A.D.C, (type SS 1 MK3-^9^M aan de containers te koppelen, de 0_-concentratie wordt gemeten met een Sybron-Tayler zuurstofmeter (type Servomex 0A 570).
9., Discussie
Alhoewel het hier beschreven systeem geconstrueerd is voor de begassing van
tuinbouwprodukten met ethyleen kunnen uiteraard ook andere gassen gedoseerd
wor-den en desgewenst kan de C0?-scrubber"en het Op-inspuitingsmechanisme
uitgescha-keld of: gemodificeerd worden.
Door het multifunctionele karakter van de RVS-containers is het tevens mogelijk deze aan te wenden voor ethyleen- of C0?-produktiemetingen of de handhaving van CA-condities.
-1U-Omäat tijdens begassingsexperimenten de relatieve vochtigheid in de container niet geregeld kan worden zal deze sterk oplopen (95-100$).
Het bewaarde produkt zal dientengevolge niet sterk uitdrogen.
Als deze hoge r.v. een probleem is kan desgewenst een "droger" in de keten worden opgenomen.
Doordat de begassingseenheden alle nagenoeg een zelfde volume hebben en door de
gebruikmaking van ethyleenverdunnings reeksen kan in een groot concentratiegebied zeer nauwkeurig gedoseerd worden.
Literatuur 1. Abeles, F.B.
Ethylene in plant biology.
New York, Acad. Press, 1973. 302 blz.
2. Barden, L.E. and J.J. Hanan
Effect of ethylene on carnation keeping life. J. Amer. Soc. Hort. Sei. 97(6)T85-T88(1972).
3. Bassi, P.K. and M.S. Spencer.
A cuvette design for measurement of ethylene production and carbon dioxide exchange by intact shoots under controlled environmental conditions. Plant Physiol 6k, H88-1+90 (1979).
k. Beyer, E.M.
Ik C I , : Its incorporation and oxidation to îh CO by cut carnations. Plant Physiol. 60, 203-206(1977).
5. Boerrigter, H.A.M.
Het verloop van de ethyleenconcentratie in 2 aan elkaar grenzende koelcellen tijdens de weekendopslag van tomaten en komkommers op de veiling Bleiswijk. Wageningen, Sprenger Instituut 1980, Rapport no. 21U0, 18 blz.
6. Byl, R.S.
Effect van uitlaatgassen bij gebruik van heftrucks op bloembollenbedrijven. Bloembollencultuur 90(26)668-669(1980).
7. Damen, P.M.M., ÏÏ.A.M. Boerrigter en W.H. Molenaar Ethyleen tijdens het transport van gemengde ladingen.
8. Damen, P.M.M, en H.A.M. Boerrigter
Ethyleenconcentraties in de afzetketen. Groente en Fruit 37(32)18-19(1982).
9. Dhawan, K.R., P.K. Bassi and M.S. Spencer
Effects of carbon dioxide on ethylene production and action in intact sunflower plants.
Plant Physiology, 68, 831-83M1981).
10. Harkema, H. en E.J. Woltering
Ethyleenscbade "bij snijbloemen en trekheesters. Vakblad voor de Bloemisterij, 36_(22)U0-U2(1981 ).
11. Marousky, F.B. and B.K. Harbaugh
Deterioration of foliage plants during transit. NTFSC Proceedings pp. 33-39 (1978).
12. Marousky, F.B. and B.K. Harbaugh
Interactions of ethylene, temperature, light and C0? on leaf and stipule abscission and chlorosis in Philodendron scandens subsp. oxycardium. J. Amer. Hort. Sei. 10U(6)876-880(1979).
13. Maxie, E.C., D.S. Farnham, F.G. Mitchel, N.F. Sommer, R.A. Parsons, R.G. Snijder and H.L. Rae
Temperature and ethylene effects on cut flowers of carnation (Dianthus carophyllus L . ) .
J. Amer. Soc. Hort. Sei. 98(6)568-572(1973).
lU. Munk, W.J. de
Afwijkingen in tulpen door ethyleen.
Vakblad voor de Bloemisterij 32(50/51)28-29(1977).
15. Perry, R.H., C.H. Chilton and S.D. Kirkpatrick Perry's chemical engineers handbook; Uth ed. New York, enz., McGraw-Hill, 1963, 1910 biz.
-16-16. Smith, W.H. -and- J.C. Parker
Prevention of ethylene injury to carnations by low concentrations of carbon dioxide.
Nature 211(gOUU)100-101(1966).
17. Solomos, T.
Cyanide-resistant respiration in higher plants. Annual Review Plant Physiology 28, 279-297(1977)•
18. Uota, M.
Carbon dioxide suppression of ethylene-induced sleepiness of carnation blooms, J. Amer. Soc. Hort. Sei. 9^(6)598-601(1969).
19. Weast, R.C.
CRC handbook of Chemistry and Physics 51st edition 1970-1971.
Cleveland, Ohio, CRC press Inc. 1970.
20. Woltering, E.J. en H. Harkema Ethyleenschade bij snijbloemen.
Vakblad voor de Bloemisterij 36(13)36-38(1981).
21. Woltering, E.J.
Kennis ethyleengevoeligheid onontbeerlijk bij lange bewaartijden. Vakblad voor de Bloemisterij 37(^2)56-59(1982).
Wageningen, 12 september 1983 EJW/MJ