Независимый тест на пригодность для использования в теплицах портативного газоанализатора этилена MACView

Во многих тепличных хозяйствах мониторинг концентрации этилена используется для сбора информации о качестве продукции. Наличие качественного и высокоточного измерителя газов во многом определяет успешность предприятия и сохранность его урожая.

Многие датчики, представленные сейчас на рынке, проявляют ограниченную чувствительность к этилену, или перекрестно чувствительны к другим видам газов, что в итоге приводит к получению ложных показаний.

Наличие в тепличном комплексе точного и высокочувствительного газоанализатора, независимого от условий использования и примесей других газов — ценный инструмент для мониторинга состояния чувствительных к этилену овощей и фруктов.

По словам представителей компании-производителя EMS, анализатор газа MACView® Portable Ethigen Postharvest Gas Analyzer (в дальнейшем по тексту - PHGA) является простым в эксплуатации устройством, которое может измерять концентрации этилена, а также уровень кислорода и CO2 в теплицах. Анализатор газа PHGA оснащен дисплеем для вывода полученных результатов. Также результаты с устройства можно получать удаленно через интернет.

По требованию голландских компаний-производителей устройство PHGA прошло независимый тест на пригодность и уровень производительности в условиях тепличного комбината. С помощью серии испытаний в контролируемых условиях определялась чувствительность и кросс-чувствительность для ряда факторов:

- были испытаны концентрации этилена в диапазоне от 1 ppb и выше.

- были оценены влияние кислорода и / или CO2, относительная влажность и температура на точность измерений этилена

- измерение этилена в воздухе склада для хранения киви и влияние ферментации растений на этиленовые измерения (потенциально перекрестно реагирующие летучие вещества).

В данной статье дается краткий обзор проведенных испытаний и выводов:

Портативный анализатор этилена MACView с диапазоном 0-5000 ppb , способный также измерять кислород и диоксид углерода, был протестирован Вагенингенским институтом (Wageningen Food & Biobased Research) в период с мая по июнь 2017 года с целью определить его эффективность.

Для создания необходимых условий для измерения было построено специальное измерительное помещение с газовым потоком. Газовый поток представлял собой смесь чистых газов (N2, O2 и CO2 и сертифицированного стандартного газа (1017 ppb этилена, баланс N2). Для создания потока использовался газовый смеситель с программируемыми контроллерами с несколькими диапазонами до 300 мл / мин. Газ попадал по трубкам в климатическую камеру, где температура для большинства испытаний составляла 1 ° C, а влажнсоть 90%. Газ попадал в экспериментальное помещение сквозь емкость с деминерализованной водой (для увлажнения газа). Такие достаточно суровые условия испытания должны были максимально раскрыть возможности устройства и заодно проверить его конструкцию на прочность.

Для создания концентрации около 400 ppb этанола (показания, близкие к продуктам метаболизма растений) бутылка для промывки газа была заполнена 23,1 мкл этанола/1л деминерализованной воды, что привело к желаемой концентрации в газовом потоке при температуре в камере 1 ° C.

Проверка верности измерений газоанализатора велась с помощью калиброванного фотоакустического лазерного детектора, позволяющего контролировать концентрацию этилена с точностью до 0,3 ppb.

Ниже представлена часть графика проведенных испытаний:

На таблице показаны периоды стабильных концентраций этилена при изменении уровней CO2 и кислорода, периоды максимальной концентрации этилена и тестов кросс-чувствительности с киви.

PHGA имеет 15-минутный цикл измерения, поэтому доступны 4 показания для этилена, кислорода и углекислого газа в час. Большая длина трубки, подающей газы в климатическую камеру, привела к приблизительно 10-минутной задержке получения новых результатов после выбора новой газовой смеси. В целом, время отклика PHGA было в основном ограничено 15-минутным интервалом, после достижения стабильности при смене концентрации газа и его смеси. Стабильность работы газоанализатора оказалась очень хорошей в течение длительных периодов времени, особенно при поддержке стабильной газовой смеси.

Измерения этилена на фотоакустическом лазерном детекторе ETD-300, используемого для контроля работы газоанализатора, проводились каждые 5-10 секунд, но также время отклика на новые газовые смеси было приблизительно 10 минут в зависимости от длины труб и объемов скрубберов.

Результаты теста на чувствительность и стабильность портативного газоанализатора MACView Portable Ethylene Postharvest были признаны исследователями как очень хорошие.

Этиленовые измерения с использованием фотоакустического лазерного детектора ETD-300 показали, что стабильность ETD и его чувствительность при низких уровнях этилена были меньше, чем PHGA.

В заключение исследования специалисты Вагенингенского университета сделали следующие выводы по использованию PHGA:

• прост в эксплуатации и сборке, есть возможность удаленно контролировать данные

• работает без проблем в течение нескольких недель при температуре 1ºC и 90% влажности даже во время / после образования конденсата на устройстве

• в течение двухмесячных испытаний не требовалось какой-либо дополнительной калибровки; сбоев в стабильности работы и чувствительности аппарата не наблюдалось

• точность устройства позволяет обнаруживать низкие уровни этилена (1-300 ppb) при температуре 1 ° C и при высоких уровнях влажности

• полностью реализовано разрешение в 1 ppb

• кислород (диапазон 21-0,2%), диоксид углерода (0-5%) или их взаимодействие не влияют на измерения этилена в низкой концентрации (30 ppb) при температуре 1 ° C.

• не замечено влияния температуры среды измерений (от 1 до 30 ° C) на измерения этилена на низком уровне (30 ppb).

• не замечено влияния изменения относительной влажности в диапазоне от 99-75% на измерения этилена на низком уровне (30 ppb) при температуре 1 ° C.

• не замечено влияния этанола 400 ppb на этиленовые измерения на низком уровне (30 ppb) при температуре 1 ° C.

• не замечено перекрестной реактивности измерений этилена с испарениями киви, после накопления летучих веществ фрукта в течение ночи.

• на измерение и получение результата уходит около 15 минут. В зависимости от времени, после изменения точки отбора проб или газа, первое измеренное значение часто еще не стабилизируется.