Однако даже в случае совершенно бездефектных мембран создание режима с заданной концентрацией кислорода ξ1 и углекислого газа 1,2 возможно отнюдь не во всех случаях.
Если имеется набор мембран с различной селективностью а, то газовый состав в упаковке, рассчитанной на определенную массу цветов, можно регулировать двумя путями: изменением площади мембраны S и выбором мембран с разной селективностью σ. Если приходится ограничиваться мембраной одного заданного типа, что часто бывает на практике, то единственной возможностью регулирования газового состава остается изменение площади мембраны, то есть изменение ее загрузки (количества продукции на единицу площади мембраны).
Изменяя загрузку мембраны (соотношение μ/μ0), можно перемещать рабочую точку вдоль линии σ = const. В зависимости от относительной загрузки меняются концентрация кислорода и связанная с ней концентрация углекислого газа, причем, как было указано выше, последняя не может быть установлена независимо от концентрации кислорода для данной мембраны с заданными свойствами. Вследствие этого приходится ограничиваться таким режимом хранения, который по своим параметрам лишь приближается к оптимальному, и, кроме того, может возникнуть дополнительная погрешность из-за неровности мембран.
Практика хранения цветочной продукции в полимерных упаковках с газоселективными мембранами показывает, что создаваемый режим по газовым компонентам нередко отличается от расчетного, что обусловливает необходимость определенной корректировки. Если для регулирования газовых компонентов использовать по крайней мере две разнотипные мембраны, то возможности корректировки режима МГС существенно расширятся.
При обозначении площадей мембран S1 и S2, значений их селективности σ1 и σ2 и проницаемости по кислороду P1 и Р2 уравнения баланса по кислороду и углекислому газу, аналогичные (5) и (8), можно записать в виде
dV1 = — K(V1/V)mdt+pP1S1[1-(V1/V)]dt+pP2S2[1 — (V1/V]dt; (12)
dV2 = σ(V1/V)mKdt — pPσ1S1(V2/V)dt — pP2σ2S2(V2/V)dt. (13)
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.