Высокоэффективны и перспективны для целей газодиффузионного разделения — асимметричные мембраны, представляющие собой материалы с анизотропной по толщине структурой. Асимметричные мембраны изготавливают, как правило, из одного полимера или смеси полимеров. Эти мембраны имеют плотный верхний слой и рыхлую структуру нижнего слоя. Плотный слой мембраны определяет ее селективность для того или иного компонента смеси, а пористая ее часть служит несущей подложкой.
Важнейшие требования, предъявляемые к мембранам, следующие: высокая разделяющая способность, высокая удельная производительность, инертность по отношению к компонентам разделяемой смеси, стабильность свойств во времени, низкая стоимость. Критерием соответствия мембран назначению служит оценка их при эксплуатации, однако обычно предварительно рассматривают такой важный показатель, как проницаемость мембран.
Оценка эксплуатационных свойств мембран, предназначенных для диффузионного разделения газов, в основном сводится к определению проницаемости для различных компонентов газовых смесей.
Для хранения цветочной продукции в МГС необходимо предварительно провести следующую работу:
исходя из параметров мембран (проницаемость, селективность и др.) и параметров закладываемой на хранение продукции (интенсивность дыхания, дыхательный коэффициент и т. д.) определить область принципиально возможных режимов хранения;
разработать методику определения параметров стационарного режима хранения и перехода на стационарный режим хранения;
на основе проведенных теоретических расчетов подобрать подходящие газоселективные мембраны;
сконструировать необходимые контейнеры с ГСЭМТ; испытать контейнеры с ГСЭМТ в реальных условиях хранения.
Со значением общей проницаемости мембраны связаны значения безразмерного параметра о — селективности, который представляет собой отношение фильтрации одного газа к величине фильтрации другого газа при одном и том же давлении и служит мерой избирательности мембраны по отношению к соответствующим газам. Для большинства полимерных материалов мембранного типа с уменьшением проницаемости возрастает селективность (СО2/О2), и наоборот.
В таблице 12 приведены данные характеристики проницаемости полимеров для некоторых газов при комнатной температуре (Дубяга, 1981). Обычно газоселективные мембраны классифицируют по методу их получения, геометрической форме, назначению, структурным особенностям и материалу, из которого они изготовлены.
Таблица 12. Газопроницаемость различных материалов
ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЦВЕТОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
Если в герметизированном контейнере с ГСЭМТ находится свежая цветочная продукция, то через некоторое время внутри контейнера вследствие дыхательных процессов и диффузии газов сквозь мембрану сформируется атмосфера, газовый состав которой можно регулировать, подбирая площадь мембраны, ее проницаемость и селективность.
Зная характеристики мембран и параметры дыхания цветочной продукции, можно рассчитать оптимальную для данного количества цветов упаковку или контейнер с ГСЭМТ.
Саморегулируемая МГС в загруженной продукцией упаковке или контейнере с пониженным по сравнению с атмосферным содержанием кислорода и повышенным — углекислого газа представляет собой сумму балансируемых концентраций кислорода и углекислого газа, проникающих как снаружи внутрь, так и изнутри наружу через газоселективную мембрану. Вследствие снижения давления кислорода внутри упаковки, вызываемого расходом его на дыхание продукции, создаются благоприятные условия дальнейшей диффузии кислорода из атмосферы внутрь упаковки. Это способствует поддержанию на заторможенном уровне метаболических процессов в цветочной продукции. Выделяемый при этом избыток углекислого газа диффундирует в атмосферу.
Положительный эффект действия модифицированной газовой среды на сохраняемость цветочной продукции обусловлен рядом факторов. Снижается интенсивность дыхания, замедляются биохимические процессы старения растительных клеток и тканей, повышается устойчивость против физиологических и фитопатогенных заболеваний, сокращаются расход питательных веществ и испарение влаги. В результате этого продлеваются сроки хранения, увеличивается выход качественной продукции после хранения, до минимума сокращаются потери массы цветов, лучше сохраняются в них биологически активные вещества.