Введение к работе
Актуальность темы: Развитие рыночных отношений в России в сфере потребления требует разработки новых и совершенствования традиционных технологий, в том числе путем использования текстильных материалов. Благодаря комплексу разнообразных свойств все, чаще применяются нетканые текстильные материалы. Области их применения известны, но не исчерпаны.
Одной из проблем, решаемых с помощью нетканых материалов, является проблема сохранности продуктов растениеводства со времени их созревания до момента потребления. По данным Международной организации по продовольствию и сельскому хозяйству потери продуктов при хранении составляют ежегодно 20-30 %.
В настоящее время применяется метод хранения плодоовощной продукции, основанный на удалении из состава атмосферы овощехранилища этилена - фитогармона, содержащегося в продуктах газообмена плодов и вызывающего старение растительных клеток и тканей. Удаление этилена возможно несколькими способами. За рубежом распространена технология очистки, предусматривающая специальные установки, непрерывно возобновляющие атмосферу. Эти установки дорогостоящи, поэтому а России применяют не менее эффективный метод удаления этилена с помощью адсорбентов в сочетании с перманганатом калия. В такой композиции дешевое вещество-адсорбент /перлит, вермикулит, алюмосиликаты, цемент и т.д./ являются носителем, насыщенным перманганатом калия, который нейтрализует этилен за счет окисления его двойных связей.
До настоящего времени для упаковки адсорбента этилена применялись различные пленочные материалы и ткани /в частности: перфорированный полиэтилен и хлопчатобумажная ткань/. Эксплуатация этих материалов показала, что они не удовлетворяют ряду технологических требований, что выражается в следующем:
-на стенках упаковки из полиэтилена скапливается большое количество конденсата, который стекает на продукты, образуя очаги повышенного бактериологического поражения;
- конденсированная влага, взаимодействуя с перманганатом калия, образует раствор, окрашивающий хранимую продукцию;
- упаковки из хлопчатобумажной ткани быстро теряют проч
ность вследствие окисления целлюлозы под воздействием
перманганата калия и ферментов, выделяемых микроорганизмами,
что создает благоприятную среду для развития плесневых грибов и
гнилостных бактерий;
- в упаковках из хлопчатобумажной ткани адсорбент сильно
намокает, что вызывает снижение или полную потерю его
адсорбирующей способности.
Учитывая описанные выше негативные явления, данная работа направлена на изучение сбойств материалов, используемых для упаковки адсорбента этилена, и разработку методики подбора альтернативных материалов с целью лучшего удовлетворения технологических требований хранения плодоовощной и цветочной продукции.
Объектом исследования являются нетканые клееные текстильные материалы различных структур, перфорированный полиэтилен и хлопчатобумахная ткань, а также кассеты из этих материалов с адсорбентом.
Целью исследования является разработка методики отбора и оценки свойств нетканых клееных текстильных материалов оптимальной структуры для упаковки адсорбента этилена, обеспечивающих сохранение продукции растениеводства лучшего качества и в большем количестве.
Для достижения цели решались следующие задачи;
- изучение микробиологических особенностей хранения
плодоовощной продукции и их влияния на микроклимат внутри
контейнера с продукцией;
- изучение технологии хранения плодоовощной продукции
путем удаления этилена из состава атмосферы и выявление
возможностей ее совершенствования путем применения нетканых
текстильных материалов;
- исследование сорбционных и механических свойств
нетканых клееных материалов, служащих упаковкой для адсорбен
та этилена;
- исследование микробиологической устойчивости нетканых
клееных материалов в условиях повышенной относительной
влажности воздуха в овощехранилище;
- исследование воздухопроницаемости кассет из нетканых клееных материалов с адсорбентом;
определение функциональной зависимости между влагопоглощением материалов и кассет с адсорбентом и временем хранения плодоовощной продукции статистико-математическими методами;
- выбор оптимального материала для упаковки адсорбента с применением ЭВМ.
Методы исследования: Работа базируется на целостном системном подходе к решению поставленных задач. На отдельных этапах работы использовались: метод экспертных оценок, метод аналогий, основные положения теории физико-химии полимеров адсорбционно-молекулярнай и диффузионной теории адгезии, аналитической теории влияния вида и расположения волокон в нетканых материалах на их свойства. Для исследования показателей свойств материалов использовались стандартные методики испытаний воздухопроницаемости, прочности на разрыв, влажности и влагопоглощения. Для исследования воздухопроницаемости влажных материалов и кассет из этих материалов с адсорбентом использовались методики, разработанные с участием автора. Экспериментальные данные обрабатывались с помощью методов математической статистики с применением персональной ЭВМ типа IBM PC.
Научная новизна:
определена номенклатура показателей качества упаковочных материалов в условиях овощехранилища;
- разработана методика оценки свойств материалов для
упаковки адсорбента этилена при хранении плодоовощной
продукции;
- определена динамика влагопоглощения упаковочных
материалов и кассет из этих материалов с адсорбентом в
зависимости от времени хранения продуктов с учетом
иитенсианости их тепло- и влаговыделения, а также температурных
условий;
зыявлена зависимость между влагопоглощением адсорбента и материала упаковки и показано, что работоспособность адсорбента зависит не столько от соотношения гидрофильной и гидрофобной составляющих материала, сколько от массообмена со средой контейнера;
- установлена степень влияния микроклимата внутри контейнера с продукцией на воздухопроницаемость кассет с адсорбентом и на показатели прочности и биостойкости материалов упаковки.
Практическая значимость работы: Для упаковки адсорбента этилена при хранении плодоовощной продукции предложен новый материал - нетканый клееный материал, изготовленный из смеси лавсановых и вискозных волокон в соотношении 90:10, склеенных акриловыми полимерными дисперсиями, с поверхностной плотностью 40 г/м2. Применение этого материала позволяет увеличить срок хранения плодоовощной продукции и выход этой продукции в среднем на 22-27%, сократить потери витамина С /для зеленных культур - на 19-24%/, замедлить разрушение хлорофилла, вызывающего преждевременное пожелтение и появление пигментации, улучшить комплексный показатель качества /учитывая загрязненность перманганатом калия, цвет, вкус, консистенцию, запах, окраску плодов и листьев/ на 20-25%.
Кассеты из нетканых материалов указанной структуры с адсорбентом были использованы при перевозке и хранении срезанных цветов для экспозиции нашей страны на международной выставке "Экспо-90" в г.Осака /Япония/, что позволило сохранить тургор и хорошее декоративное качество в условиях выставочного павильона после двух дней транспортировки и двух перевалок в аэропортах в течение 10-12 дней, за что коллекция была оценена восемью медалями, из них двумя высшей пробы. Также кассеты из нетканых материалов с адсорбентом использовались в овощехранилищах санатория "Вольгинский" Владимирской области и торгово-закупочного предприятия "Респект" Раменского района Московской области, что способствовало увеличению срока хранения продукции в 1,2 -1,4 раза без заметной потери качества.
Положения, выносимые автором на защиту:
- номенклатура показателей качества материалов для упаковки адсорбента этилена;
- методика оценки свойств материалов и кассет из этих материалов с адсорбентом;
-результаты анализа изменений воздухопроницаемости,
прочности, влагопоглощения и биостойкости материалов,
исследуемых а качестве упаковки адсорбента ;
- зависимость влагопоглощения адсорбента от сорбционных свойств материала упаковки и от массообмена со средой контейне-нера;
- теоретические и практические подходы к определению качест
ва плодоовощной продукции, хранимой в присутствии адсорбента,
упакованного в различные материалы.
Апробация работы: основные положения работы докладывались и получили положительную оценку на:
научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МТА /Москва, 1992 г./;
совместном заседании кафедр материаловедения и технологии прядения РосЗИТЛП / Москва, 1994 г./;
конференции МТА "Ресурсосбережение и экология текстильной промышленности"/Москва, 1994 г./;
совместном заседании кафедр материаловедения, механической технологии волокнистых материалов и прядения Костромского технологического института /г. Кострома, 1995 г./;
- заседании кафедры материаловедения МГАЛП /Москва,
1995 г./.
Публикации: Материалы, изложенные в диссертации, опубликованы в пяти печатных работах.
Объем и структура работы: Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и общих выводов, списка литературы и содержит 126 страниц машинописного текста, 17 рисунков, 41 таблицы и 17 приложений, библиография включает 87 наименований.
