Etilén eltávolítása gyümölcs- és zöldségtároló helyiségekben

A gyümölcsök és zöldségek a leszedésüket követően is lélegeznek. Légzéskor nem csak széndioxidot és vizet, hanem etilént (C₂H₄) is termelnek. Az etilén növényi hormon gáz formájában. Célja az, hogy szabályozza az öregedéssel és az éréssel kapcsolatos folyamatokat. Amikor ez a gáz felgyülemlik, a gyümölcsök és zöldségek gyorsan beérnek, ami végül minőségromlást és hasznos élettartam csökkenést okoz, befolyásolhatja a gyümölcsök és zöldségek ízét, állagát és megjelenését.

Készülékeinkkel az adottságoktól függően kétféle módszert is ajánlunk a gyümölcs-és zöldségtároló helyiségekben az etilén eltávolítására. Etilén eltávolítás fotokatalitikus oxidáció és VUV-fotolízises technika segítségével. A fotokatalizátoros oxidáció (PCO = PhotoCatalytic Oxidation) alkalmas az illékony szerves vegyületek, így az etilén megsemmisítésére:

UVT

Titándioxiddal bevont felületet, fotokatalizátort használunk az ipari célra kifejlesztett mennyezetre függeszthető UVT berendezéseinkben. Az UV-C fény és a TiO2 fotokatalizátor szinergia hatását használjuk fel. A tároló levegőjének a berendezésen keresztül való cirkuláltatására ventilátorok kerülnek beépítésre. A levegőt először egy fertőtlenítő hatású UV-C fény éri, majd az ultraibolya fény hatására aktívvá váló katalizátor lemezt érintve halad tovább.

A fenti titándioxidos bevonat egy olyan félvezető, melyet bizonyos hullámhosszú fénnyel megvilágítva elektronokat (e¯) léptetünk ki a vezetési sávba, lyukakat (h⁺) hagyva a helyükön. A lyukak erős oxidáló, az elektronok erős redukáló hatást fejtenek ki. A felületet ért vízből igen reaktív hidroxilgyökök (·OH) jönnek létre, míg a levegő oxigénjéből reaktív szuperoxid gyökök (·O₂–) keletkeznek. Eredményként az illékony szerves anyagok elbomlanak, a mikroorganizmusok a DNS szerkezetük roncsolódása révén elpusztulnak. Mikróbák és szerves anyagok széndioxid és víz keletkezése mellett mineralizálódnak.

A VUV-fotolízises technika szintén alkalmas az illékony szerves vegyületek, így az etilén megsemmisítésére:

A reaktorkamrában elhelyezett széles spektrumú VUV-lámpák a 185 nm-es tartományban a levegő oxigénjéből nagy mennyiségű ózont állítanak elő. Az R-FILTER berendezésből kiáramló ózonmolekulák a gyümölcs- és zöldségtároló helyiségbe jutva oxidálják az illékony szerves anyagként szereplő etilént, baktériumokat, gombákat, penészt.

Az ózonkezelés hatására az etilén széndioxiddá és vízzé oxidálódik:

C₂H₄ + 6O₃ → 2CO₂ + 2H₂O + 6O₂

Az UVS és UVS-M  készülékek a tároló szellőztetését biztosító légcsatorna rendszer belsejében állítják elő az ózont. Az UVO-C készülékek a tároló szelőztetését biztosító légcsatornába vagy közvetlen a tároló légterébe küldik az ózont, míg az UVO mobil készülékek közvetlen a tárolóba. Ha a készülék a tároló levegőjének az oxigénjéből állítja elő az ózont, akkor az UV lámpák 254 nm-es fényének a baktériumokat, gombákat, penészt pusztító hatása is érvényesül. Az ózonnak élesen szúrós és klórszerű szaga van. Oxidáló hatása a légutat erősen irritálja. A megengedett munkahelyi ózonterhelési határértékek nemzetközi összehasonlításban:

• 0,1 ppm (0,2 mg/m³) 8 órás munkanapra
• 0,2 ppm (0,4 mg/m³) max. 15 percre vonatkozóan

Az ózonkoncentráció az etilén lebontásához a tároló méretétől, a tervezett felhasználástól, a gyümölcs és zöldség fajtától függ, az irodalmi adatok szerint 0,1-0,3 ppm között is már hatékony tud lenni.. A tárolók általában magasabb páratartalmú területek. Az ózon gyorsan lebomlik a magas páratartalmú helyeken, gyorsan el kell oszlatni az egész területen. Az etilén eltávolítás vonatkozásában a két vázolt módszer között az alábbikülönbségek adódnak:

• Az etilén eltávolítása a VUV- fotolízises kezelés során sokkal gyorsabb, mint a PCO. Ennek oka, hogy a fotokatalízis elsősorban a katalizátor felületén, míg a fotolízis a gázfázisban történik. Ennek eredményeképpen a VUV-fotolízis gyorsabb és hatékonyabb etiléneltávolítást eredményez.
• A magas relatív páratartalom fokozza az etilén oxidációját a fotolízises technikában, ellentétben a PCO-val. Az ózon még nagyon alacsony koncentrációban is, de magas páratartalom mellett is érezhető csiraölő hatást fejt ki a levegőben lévő mikroorganizmusokra. Az ózonos sterilizálás csak a kellően hiddratált sejteken hatékony.
• Az alacsonyabb hőmérséklet csak a fotolízises technikában akadályozza az etilén oxidációját.
• A fotolízises kezelés biztosítása nagy körültekintést igénylő eljárás. Kezelés alatt figyelembe kell venni a megengedett munkahelyi ózonterhelési határértékeket. A tárolót kezelés után át kell szellőztetni. Biztonsági előírásokat lásd a készülékek használati utasításában.

Referencia:
[1]: Efficacy of photocatalysis and photolysis systems for the removal of ethylene under different storage conditions
Postharvest Biology and Technology, Volume147, 2019
Namrata Pathak, ……, Promod V. Mahajan