Tidig  CA-­‐teknik  i  kylcontainrar

Efter   att   deras   arbete   publicerats   började   frukt-­‐   och   grönsaksodlare   bygga   kylrum   som   kunde  tillföra  gaser  till  lagringsutrymmena.  Det  första  så  kallade  “Gas  storage”  uppfördes   år   1929   i   närheten   av   Canterbury   i   England.   År   1932   var   fem   stora   kommersiella   “Gas   storage”  uppbyggda  med  en  kapacitet  på  1500  ton  frukt  och  grönsaker  vardera.  I  samtliga   kylutrymmen  hölls  koldioxidhalten  på  en  nivå  av  8-­‐10%,  vilket  reglerades  av  ventilationen.   År   1933   började   forskare   från   hela   världen   att   studera   laboratoriet   som   Kidd   och   Weast   hade   varit   verksamma   i,   vilket   ledde   till   att   deras   teknik   och   idéer   spreds   vidare.   Detta   bidrog   till   att   designen   stärktes   genom   att   utvecklingen   fortsatte   kring   den   befintliga   kunskapen.  Under  det  tidiga  1940-­‐talet  bestämde  sig  en  grupp  forskare  att  byta  namn  från   “Gas  storage”  till  Controlled  Atmosphere.  I  England  bytte  tekniken  inte  namn  för  än  år  1960   (Thompson  2010,  192-­‐198).  

Till   en   början   introducerades   CA-­‐teknologin   enbart   till   kylrum   men   har   på   senare   tid   spridit  sig  till  andra  områden.  Till  exempel  började  de  traditionella  kylfartygen  att  använda   CA-­‐teknologin   i   sina   kylfrakter   under   1990-­‐talet   och   i   kylcontainern   kunde   tekniken   återses  år  1993  (Vice  President  -­‐  Quality  and  Cargo  Care,  Cool  Carriers).  När  CA-­‐tekniken   infördes  på  kylcontainern  var  teknologin  redan  mogen  och  utvecklingen  hade  pågått  under   en   lång   period,   vilket   hade   stärkt   designen   för   tekniken.   Dock   är   CA-­‐systemet   en   radikal   innovation   till   sin   nya   miljö   som   ett   delsystem   i   kylcontainern,   då   den   arkitektoniska   uppbyggnaden   förändrades   samtidigt   som   en   ny   kunskap   tillkom   till   hela   systemet.   Idag   erbjuder   tillverkare   av   kylcontainrarna   en   rad   olika   system   med   CA/MA   som   kan   integreras   i   kylcontainern   efter   kundernas   behov.   I   följande   avsnitt   kommer   CA/MA   systemet   historisk   utveckling   att   beskrivas   inom   kylcontainern   för   att   sedan   presentera   dagens  teknologi  (Thompson  2010,  192-­‐198).  

5.3.2 Tidig  CA-­‐teknik  i  kylcontainrar  

Redan   i   slutet   av   1980-­‐talet   rekommenderade   forskare   att   fruktindustrin   i   Nya   Zeeland   skulle  övergå  till  containrar  utrustade  med  CA-­‐system  (Harman  1988,  46).  Experimentella   försök  inleddes  för  att  integrera  CA-­‐system  i  kylcontainern,  dock  utan  framgång.  Systemen   var  stora  och  dyra  att  tillverka,  vilket  gjorde  dem  olämpliga  att  integrera  i  kylcontainern.   Utvecklingen  gick  framåt  och  det  var  först  år  1993  som  tekniken  var  tillräckligt  utvecklad  

och   ekonomisk   försvarbar   för   att   kunna   integreras   i   kylcontainern.   Teknik   gick   ut   på   att   kväve  tillfördes  in  i  containern  vilket  ersatte  syret.  Till  en  början  var  de  få  aktörer  som  var   villiga   att   använda   systemen,   men   idag   erbjuder   de   flesta   tillverkarna   tillval   där   CA-­‐   och   MA-­‐teknik   finns   att   tillgå.   CA/MA-­‐systemen   inom   kylcontainrar   används   endast   för   transporter  av  levande  gods.  Ett  hinder  för  kylcontainerns  framgång  har  varit  den  snabba   mognadsprocessen   som   frukt   och   grönsaker   har.   De   traditionella   kylfartygen   utrustades   med   CA-­‐tekniken   före   kylcontainern,   vilket   möjliggjorde   högre   kvalitet   på   transporterna.   Genom   att   kylcontainrarna   nu   kunde   utrustas   med   CA-­‐system   kunde   kvalitetsproblemen   avlägsnas  (Thompson  2010,  192-­‐198).  

De  första  CA-­‐containrarna  användes  främst  för  dyrare  frukter  och  grönsaker  så  som  päron,   mango,  sparris  och  mandariner.  Vilket  även  idag  utgör  den  största  andelen  av  transporter   med   CA-­‐containrar   (över   70   %).   Volymlaster,   d.v.s.   varor   som   har   lägre   värde   per   kubikmeter,  så  som  sallad,  broccoli,  bananer  och  äpplen  var  inte  tillräckligt  värdefulla  för   transport  med  CA-­‐teknik.  Varorna  skeppades  istället  i  större  utsträckning  med  enbart  kyla   från  kylanläggningarna.  Tester  utfördes  även  för  transporter  av  bananer  i  CA-­‐containrar  år   1997.  Men  då  bananer  är  en  typisk  volymlast  lades  försöken  ned  och  transporterna  sker  i   störst   utsträckning   istället   med   traditionella   kylfartyg   utrustade   med   CA-­‐system   (Thompson  2010,  192).  

De   första   CA-­‐containrarna   var   utrustade   med   mekaniska   mätinstrument   vilket   möjliggjorde   en   förändring   av   den   inre   atmosfären   i   kylcontainrarna.   Ett   problem   som   tidiga   CA-­‐system   hade   var   luftläckaget   som   skedde   genom   dörrarna.   Systemen   var   inte   tillräckligt   kraftfulla   för   att   kompensera   de   gasförluster   som   skedde   på   grund   ut   av   dörrläckaget.   För   att   eliminera   problemet   monterades   en   plastridå   manuellt   innanför   dörrarna   efter   varje   lastning,   vilket   minskade   förlusterna   av   gaserna.   När   CA-­‐systemen   introducerades   till   kylcontainrarna   valde   vissa   tillverkare   att   även   testa   att   konstruera   kylcontainrar   som   var   utrustade   med   enbart   en   dörr.   Andra   aktörer   valde   att   experimentera   med   att   installera   en   skena   där   en   plastgardin   kunde   dras   för   öppningen   och  täta  containern  (Thompson  2010,  193).  Något  som  illustrerar  hur  det  större  systemet   anpassades   till   den   nya   delkomponenten   för   att   möjliggöra   funktionen.   Där   den   radikala   förändringen  inom  kylcontainern  påverkade  hur  den  arkitekturella  designen  var  uppbyggd   och  krävde  en  ny  struktur  mellan  de  enskilda  komponenterna.  

Under  tidigt  1990-­‐tal  fanns  det  tre  modeller  av  CA-­‐kylcontainrar:    

●   Kylcontainrar  som  utrustades  med  CA-­‐teknik  där  de  olika  gaserna  (N2,  CO2  och  O2)   förvarades  i  gasbehållare  och  användes  för  att  styra  den  inre  atmosfären.  

●   Kylcontainrar   som   använde   membranteknik.   Gaserna   genererades   och   absorberades  till  rätta  nivåer  genom  att  trycksätta  luft  genom  ett  membran.  Detta   möjliggjorde  en  separation  av  gasblandningen  i  luften.  

●   Gasnivåerna  reglerades  och  styrdes  till  rätta  nivåer  genom  att  återvinna  den  interna   luften.  Gaser  trycksattes  och  absorberades  med  hjälp  ut  av  olika  filter,  för  att  senare   kunna  användas  vid  behov  i  kylcontainern.  

(Thompson  2010,  193)      

Gaserna   som   användes   i   CA-­‐systemet   förvarades   i   flytande   form   i   tryckbelagda   stålbehållare,   vilket   på   senare   tid   har   eliminerats.   Flaskorna   kunde   nås   från   containerns   utsida,  vilket  möjliggjorde  en  enkel  påfyllnad  av  gasnivåerna  inför  varje  resa.  I  containrar   som  använder  sig  av  membranteknik  utnyttjas  lastens  respiration  för  att  styra  CO2  nivån.   Kväve  producerades  genom  att  låta  luft  transporteras  genom  finporösa  rör  tillverkade  av   polysulfoner   eller   polyamider,   vid   ett   tryck   av   ca   5-­‐6   bar.   Syret   tvingas   då   ut   genom   väggarna  samtidigt  som  kvävet  passerar  fritt  genom  röret,  vars  molekyler  är  för  stora  för   porerna.   Kvävet   kan   sedan   transporteras   tillbaka   till   containern   och   ersätta   syret   (Thompson  2010,  194).  

Utvecklingen   fortsatte   framåt   till   allt   noggrannare   metoder   för   att   mäta   och   kontrollera   nivåerna   av   de   olika   gaserna.   CA-­‐systemen   fick   inbyggda   ventilationssystem   för   att   styra   O2  nivåerna  och  molekylfilter  för  koldioxiden  samt  etylenet.  Molekylfiltret  hade  också  två   ”poler”,   när   ena   polen   absorberade   koldioxid   och   etylen   så   rengjordes   den   andra   polen.   Den  pol  som  rengjordes  värmdes  upp  till  100  °C,  kallat  ‘temperature  swing’,  vilket  frigjorde   molekylerna   utanför   containern.     En   annan   metod   som   användes   för   samma   ändamål   genomfördes   genom   att   sänka   trycket   i   polen,   vilket   även   frigjorde   molekylerna,   vilket   kallas   för   ‘pressure   swing’.   De   olika   gasnivåerna   mättes   genom   sensorer   och   justerades   med  hjälp  ut  av  containerns  kontrollsystem  (Thompson  2010,  195).  

De   första   CA-­‐systemen   var   som   tidigare   nämnt   stora,   med   måtten;   2m   ×   2m   ×   0.2m,   där   systemet   installerades   mellan   kylaggregatet   och   containerboxen.   Detta   gjorde   att   containrarna   förlorade   ett   lastutrymme   av   totalt   0.8m3.   Komponenten   fungerade   och   arbetade   tillsammans   med   containerns   kylaggregat   och   fick   energi   från   kylcontainerns   strömkälla  (Thompson  2010,  196).  

Tidiga  CA-­‐systemets  arkitektoniska  design  var  uppbyggd  med  följande  komponenter:   ● Kompressor   –   En   kompressor   behövdes   för   att   trycksätta   luften   och   möjliggöra  

separation  av  gaser  i  membranet.  

●   Fuktfilter   –   CA-­‐enheten   var   utrustade   med   fuktfilter   för   att   fånga   upp   fukt   i   systemet.   Vattnet   som   filtret   tar   upp   förvarades   i   speciella   vattenbehållare   vilket   kunde  återanvändas  vid  återfuktning  av  luften.  

●   Fuktenhet   –   Systemet   hade   en   enhet   som   kunde   spruta   in   vatten   i   den   ingående   luften   och   på   så   sätt   öka   luftfuktigheten.   Vattnet   som   användes   togs   från   vattenbehållaren  intill  fuktfiltret.  

●   Koldioxidbehållare   –   För   att   tillgodose   de   krav   på   koldioxidnivåer   utrustades   de   tidiga   CA-­‐systemen   med   flytande   koldioxid   som   kunde   tillföras   till   containern   vid   behov.  

●   Gasfilter   –   Olika   system   hade   olika   typer   av   gasfilter,   där   CO2,   Kväve   och   etylen   kunde  tas  upp.  

●   Reglersystem  –  För  att  läsa  av  sensorer  och  styra  enheternas  funktion  krävdes  också   ett  reglersystem.