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120 青果物混載輸送のためのエチレン除去システムの最適化 寺野香穂

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120 青果物混載輸送のためのエチレン除去システムの最適化 寺野香穂
青果物混載輸送のためのエチレン除去システムの最適化
○寺野香穂・梅野裕太・田中史彦
1) ・内野敏剛 1) ・濱中大介 1)
(九州大院生資環・ 1 ) 九州大院農)
応の反応速度定数 k の値は 4.4×10-2 とし,反応領域
【目的】
近年,船舶によるカキの輸送が盛んに行われてい
は除去装置の電極間とした。リンゴ積荷内の 1 点か
る。しかし,カキ単品目でコンテナを満載する程の
らエチレンガスが 1.98×10-7 kg s-1 で発生するとし,
需要は望めず,他品目との混載が避けられないのが
積荷はともに多孔質媒体とした。解析手法は非定常
現状である。カキはエチレン感受性が高く,エチレ
条件,計算ステップは 1 s とした。初期条件は,空
ンを発生しやすい青果物と混載すると急速に軟化が
間内に窒素が 0.77,酸素が 0.23 の質量分率で存在す
進行することが問題となっている。農産物のエチレ
るものとした。
ン対策としては吸着材,光触媒技術,1-MCP の利用
除去装置
などが挙げられるが,これらは長期間の船舶輸送に
は不向きである。そこで,著者は高電圧プラズマを
用いたエチレン除去装置に着目した。コンテナ内に
装置を設置する際は,いかに効率よくエチレンを除
去するかが重要な問題となってくる。そこで本研究
では,数値流体力学を用いてコンテナ内におけるエ
補助板
エチレン供給点
図1 実験装置の概略図
チレンの拡散,分解を予測し,庫内の最適な設計指
針を提示することを最終目的とする。今回は,基礎
実験として小型コンテナを用いて CFD 解析の妥当
積み荷(カキ)
積み荷(リンゴ)
ファン
:エチレン測定点
【結果および考察】
図 2 にカキおよびリンゴ積荷内の実験より得られ
性を検証したので報告する。
た実測値,CFD モデルより得られた予測値を示す。
【材料および方法】
実測値は測定開始から 20 分はエチレンが検出され
ず,その後急速にエチレン濃度が上昇した。一方,
mm,高さ 372 mm とした。コンテナ内にはカキおよ
予測値は解析開始から時間が経過するにつれ一定の
びリンゴ積荷を想定した段ボール箱を配置し,エチ
割合でエチレン濃度が上昇した。実測値において測
レン除去装置をカキ積荷上部に設置した。ファンを
定開始から 20 分間エチレンが検出されなかったの
2 つ設置し,内部の空気を循環させた。リンゴ積荷
は,測定用の電動ポンプの流量が多すぎて周囲のガ
の中央付近に外部から電動ポンプを用いてエチレン
ス濃度分布を乱していた可能性が挙げられる。予測
ガスを 1.98×10 kg s で供給し,供給開始と同時に
値と実測値は完全に一致しているわけではないが,
除去装置を稼働させた。供給開始からエチレンガス
測定時間のラグを考えると両者は近似しているとい
濃度を 10 分ごとに 1 時間測定した。
測定点はカキお
える。以上より,CFD モデルは妥当性があると結論
よびリンゴの段ボール内の 2 点とし,電動ポンプを
した。
-7
-1
用いて測定点付近のガス濃度を外部で測定した。測
定にはガスクロマトグラフ (GL Science,GC390) を
使用した。実験装置の概略図を図 1 に示す。
解析に用いたジオメトリは,実験装置をもとに作
成した。ファン吹出口で 10 Pa の圧力上昇が起こる
とするファン境界条件を設定した。エチレン分解反
エチレン濃度 (ppm)
アクリル製コンテナの寸法は幅 380 mm,長さ 993
350
300
250
200
150
100
50
0
:実測値 (リンゴ)
:実測値 (カキ)
:予測値 (リンゴ)
:予測値 (カキ)
0
10
20
30
40
50
60
時間 (min)
図2 エチレン濃度の実測値および予測値
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120
2014/07/31
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