Решения этих уравнений в обозначениях концентрации будут иметь вид
ξ1 — ξ0/[1 + 1/(μ01/μ1 + μ1 + μ02/μ2)]; (14)
ξ2 = σξ1/[σ1 — (μ01/μ1) + σ2(μ02/μ2)]. (15)
Здесь приняты следующие обозначения:
μ0i=pPi/K; μi=m/Si. (16)
С помощью соотношений (14–16) можно рассчитать площади мембран S1 и S2 для любого значения режима, задаваемого концентрациями ξ1 и ξ2. Получающиеся площади будут иметь неотрицательные значения для любой точки (ξ1; ξ2), лежащей внутри сектора, ограниченного прямыми σ1 = const и σ2= const. На рисунке 13 видно, что практически вся область хранения как срезки, так и вегетативных органов и семян цветочно-декоративных культур лежит ниже линии σ=1, поэтому материал с такой селективностью целесообразно использовать в качестве одной из мембран. Селективность, равную единице, то есть проницаемость, одинаковую как по кислороду, так и по углекислому газу, имеют любые пористые вещества, например бумага, ткани, нетканевые материалы.
В качестве другой мембраны, с большим значением селективности, целесообразно использовать мембрану, например, типа МДО = АС (а = 4,5). В этом случае диапазон режимов будет достаточно широк, его границы находятся между прямыми σ=4,5 и σ=1 (см. рис. 13).
Таким образом, применение двух разнотипных мембран лучше обеспечивает заданный режим хранения и, следовательно, более высокое качество цветочной продукции в конце периода хранения.
В практике применения контейнеров и упаковок с ГСЭМТ рекомендуется для предохранения газоселективной мембраны от механических повреждений использовать ограждающую прокладку с перфорацией, фиксируемую по периметру мембраны. В результате этого рабочая площадь мембраны уменьшается на величину коэффициента перфорации ограждающей прокладки. Коэффициент перфорации учитывает частичное перекрытие рабочей площади мембраны материалом прокладки. Это обстоятельство необходимо иметь в виду при практических расчетах контейнеров и упаковок.
Пусть радиус отверстий перфорации будет R, расстояние между центрами отверстий Н, тогда коэффициент перфорации определится соотношением
φ=πR2/H2=π(R/H)2.
Очевидно, что полезная площадь мембраны 5М уменьшится пропорционально коэффициенту перфорации:
Максимально возможное значение коэффициента перфорации при H = R будет π/4≈0,785.
ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ ЦВЕТОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ В МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ
Для расчета упаковок и контейнеров с ГСЭМТ можно пользоваться соотношениями (9—11). Задавая концентрацию кислорода в упаковке с продукцией, с помощью этих выражений рассчитывают необходимую площадь газоселективной мембраны и ожидаемую концентрацию углекислого газа в упаковке с ГСЭМТ.
Рассмотрим возможность расчета контейнеров с ГСЭМТ для хранения в МГС срезанных цветов и стеблевых черенков на примере гвоздики ремонтантной. В результате предварительных экспериментов (Стрельцов, 1982) было установлено, что срезанные цветы и стеблевые черенки хорошо сохраняются в МГС при содержании кислорода около 12–18 %. Определение параметров дыхания срезанных цветов и стеблевых черенков гвоздики показало, что для них характерны значения начальной интенсивности дыхания К0 3,3410-8 и 1,74•10-8 м3/с•кг соответственно, а дыхательного коэффициента σ 1,3.
Воспользовавшись выражением (10), можно определить оптимальное для этого случая содержание углекислого газа в МГС при ГСЭМТ, например, из поливинилтриметилсилана (ПВТМС) с селективностью σ=3. Подставив в формулу (10) известные значения, получим для углекислого газа значения концентрации от 1,3 до 4 %. С учетом того что проницаемость мембраны ПВТМС по кислороду P1 = 5-10-10 м3/с, на основе выражения (11) для загрузки мембраны в случае хранения цветочной срезки получим значения μ≈200, а стеблевых черенков μ≈450 кг/м.
Практически при длительном хранении срезанных цветов и стеблевых черенков гвоздики ремонтантной в мягких полиэтиленовых пленочных контейнерах-упаковках с ГСЭМТ площадью 4 см2 до 10 цветов (80—100 г) или 200 г черенков в каждом контейнере в условиях стационарного режима устанавливался следующий состав МГС. Для цветов содержание углекислого газа составляло 1–5, кислорода 14–18 %, для черенков 2–5 и 12–15 % соответственно, что согласуется с расчетными данными.
Цветочная срезка гвоздики в таких условиях сохраняет свои качественные показатели при температуре хранения 3–6 °C в течение 10–12 недель, а стеблевые черенки — 16–20 недель. Причем снятые с хранения и поставленные в воду в комнатных условиях цветы полностью распускаются через 3–4 дня, а черенки сохраняют тур-гор и свежесть, имеют каллюс и частично корневые зачатки, хорошо укореняются и развиваются. При хранении в тех же температурных условиях в холодильной камере (контроль) цветы и черенки теряли товарное качество на третью и пятую неделю соответственно.
Рассмотренный способ хранения цветов и черенков в малогабаритных полимерных пакетах с ГСЭМТ наиболее приемлем для цветоводческих хозяйств с небольшим объемом производства цветочной срезки и черенков.