Optimalisatie van naoogstbehandelingen van fruit met CFD (Computational Fluid Dynamics)

Naoogstbehandelingen winnen aan belang om praktische en ecologische redenen. Ze richten zich op de remming van rijping en de bestrijding van bewaarziekten. Behandeling met het gas 1-MCP maakt vruchten ongevoelig voor het rijpingshormoon ethyleen. Een gepaste naoogstbehandeling gebeurt uniform over de koelcel en voorkomt hoge residuwaarden na de bewaring. CFD speelt hierin een belangrijke rol.

Fungicidenbehandelingen

Fungicide naoogstbehandelingen worden aanzien als een alternatief of aanvulling voor fungicidenbehandelingen tijdens de laatste weken voor de pluk, en zijn gericht op het verzekeren van het gewenste fungicidenresidu op elke vrucht in de koelruimte. Voordelen zijn ondermeer een mogelijke dosisreductie van fungiciden, een kleinere invloed van externe factoren (klimaat, geografie, gewasstructuur) bij de behandeling wat leidt tot een grotere betrouwbaarheid, een drastisch lagere impact op het milieu en ecosystemen en minder kans op ontwikkeling van resistentie bij de doelorganismen. Bij naoogstbehandelingen wordt bovendien enkel het fruit behandeld dat zal bewaard worden.

Naoogstbehandelingen vinden plaats door verstuiving van micropartikels van de actieve stoffen in de koelruimte. De luchtcirculatie in de koelcel zorgt vervolgens voor een verdeling van de werkzame stof over de vruchten. De verdeling van de middelen wordt dan ook sterk beïnvloed door het ontwerp van de koelcel, de stapeling, het ontwerp en het materiaal van de palloxen, de vruchtstapeling en de instelling van de generatoren. Het is reeds aangetoond dat de effectiviteit van de behandelingen mede bepaald wordt door de uniformiteit van de verdeling van de actieve stoffen over de ganse koelruimte onder invloed van deze factoren. In samenwerking met pcfruit wordt een CFD- (computational fluid dynamics) model van de toepassing opgesteld om de invloed van de ontwerpfactoren en materiaaleigenschappen op de uniformiteit van de verdeling van de actieve stoffen te kwantificeren. Deze kennis dient als input voor het ontwikkelen van praktische richtlijnen voor naoogstbehandelingen.

1-MCP-behandelingen

Behandeling met het gas 1-MCP maakt vruchten ongevoelig voor het rijpingshormoon ethyleen. Door het stilleggen van de afrijping wordt, afhankelijk van de cultivar, een langere bewaring en houdbaarheid verkregen. Dat vertaalt zich in een hogere hardheid na bewaring en uitstalling, behoud van groene achtergrondkleur en minder vettigheid na uitstalling. Een aantal fysiologische bewaarafwijkingen worden ook sterk geremd, bv. scald (schilbruin) en vruchtvleesbruin. De toepassing van 1-MCP gebeurt door begassing van de koelruimte. Het werd aangetoond dat alle materialen in mindere of meerdere mate 1-MCP opnemen. Dit kan leiden tot een onevenwichtige dosering in de koelruimte. We ontwikkelen modellen die de opname en binding van 1-MCP door materialen beschrijven. Door toepassing van deze modellen in een CFD-model van koelruimten kunnen we verdeling van 1-MCP onderzoeken en praktische richtlijnen voor een optimaal gebruik voorstellen.

Dit onderzoek wordt financieel ondersteund door IWT-Vlaanderen (IWT 060720), Veiling Haspengouw, Belgische Fruitveiling en Veiling Borgloon en wordt uitgevoerd in samenwerking met pcfruit. The collaboration of Randy Beaudry (Michigan State University, USA) is greatly appreciated.