Technika przechowalnictwa chłodniczego owoców i warzyw w

Współczesne techniki zamrażania
Technika przechowalnictwa chłodniczego
owoców i warzyw w atmosferze
kontrolowanej
Mariusz Kosiński SUChiKl
Gdańsk 2009
Ważnym procesem Życiowym owoców jest oddychanie. W normalnych
warunkach ilość pochłanianego tlenu równa się ilości wydzielanego dwutlenku
węgla. Wynika z tego, że zawartość 2 CO wzrasta o tyle o ile zmaleje zawartość 2
O w powietrzu wewnątrz komory. Stwierdzono doświadczalnie, że minimalna ilość
tlenu i utrzymywanie na odpowiednim poziomie zawartości dwutlenku węgla,
obniża szybkość procesów oddychania i dojrzewania a co za tym idzie szybkość
rozprzestrzeniania się mikroorganizmów i przebiegu 3 enzymatycznych reakcji
tlenowych. Owoce przechowywane w takiej atmosferze wpadają w stan hibernacji
a ich procesy życiowe znacznie zwalniają.
Powietrze atmosferyczne:
Podając skład powietrza mówimy o suchym powietrzu, nie
zawierającym wody w żadnej postaci. Główne gazy (azot, tlen i argon) stanowią
łącznie prawie 100% suchego powietrza i rzeczywiście poza nimi występuje
jeszcze tylko kilka gazów śladowych (najważniejszym z nich jest dwutlenek węgla
stanowiący nawet do 0,2%).
W skład powietrza atmosferycznego wchodzą:
Składniki stałe:
(skład niezmienny do wysokości 80 km, w stanie suchym czyli 0% pary
wodnej)
 78,09% azot
 20,91% tlen
 1% argon, neon, hel, metan, krypton, wodór i inne
Składniki zmienne:
(różne, w zależności od położenia geograficznego)
 para wodna (ok. 0-4%)
 dwutlenek węgla (ok. 0,02-0,20%)
 dwutlenek siarki
 dwutlenek azotu
 ozon (ok. 0,000001 części atmosfery)
Właściwości głównych gazów zawartych w powietrzu:
 Azot, N2– jest głównym składnikiem powietrza (78%). Jest gazem
obojętnym, czyli nie wchodzi w żadne reakcje z produktami spożywczymi.
Duża zawartość azotu ogranicza kontakt produktów spożywczych z tlenem,
chroniąc je przed utlenianiem. W praktyce wykorzystujemy azot jako
wypełniacz opakowań spożywczych.
 Dwutlenek węgla CO2 – jest obojętny wobec produktów suchych a w
kontakcie z produktami wilgotnymi łatwo rozpuszcza się i reaguje częściowo
do H2CO3, co nieznacznie obniża pH i wywiera niewielkie działanie
bakteriostatyczne. Stosowanie CO2 spowalnia szybkość wzrostu zarodków.
Dobre absorbowanie przez suche, drobnoziarniste produkty pozwala na
narastające powstawanie efektu próżni.
 Tlen O2 – jest najbardziej aktywnym składnikiem powietrza, sprzyjającym
wzrostowi bakterii tlenowych powodujących m.in. procesy gnilne.
Zmniejszenie zawartości tlenu spowalnia procesy chemiczne z udziałem
tlenu (oddychanie, dojrzewanie, utlenianie). Należy pamiętać o zachowaniu
proporcji pomiędzy zawartością tlenu i dwutlenku węgla.
Przy zawartości O2<1,5% lub CO2>20% następuje naruszenie
równowagi procesów oddychania i wystąpienie oddychania beztlenowego,
powodującego stopniowe obumieranie tkanek.
Zbyt wysokie stężenie CO2 może być przyczyną powstawania uszkodzeń
owoców: a) jabłek, b) gruszek
Na długotrwałe przechowywanie owoców i warzyw ma wpływ,
przechowywanie w temperaturze maksymalnie zbliżonej do ich temperatury
zamarzania (0oC do 3oC). Należy pamiętać o dokładnej regulacji temperatury aby
zapobiec miejscowym przemrożeniem produktów.
Ograniczenie intensywności oddychania można osiągnąć nie tylko
poprzez obniżenie temperatury, lecz także przez:
 zwiększenie zawartości CO2 w atmosferze otaczającej owoce
 zmniejszenie zawartości O2 w atmosferze miejsca przechowywania
Najprostszą i najtańszą metodą przechowywania owoców i warzyw jest
obniżenie ich temperatury, poprzez umieszczenie produktów w zwykłej chłodni.
Sposób ten pozwala na przedłużenie świeżości owoców i warzyw z kilku do
kilkudziesięciu dni, przy kontroli temperatury. Metoda nie jest zbyt skuteczna ze
względu na dużą zawartość tlenu w powietrzu co sprzyja procesowi utleniania.
Atmosfera Kontrolowana:
Za najlepszą technologię przechowywania tych produktów uznaje się
kontrolowaną atmosferę (KA) z możliwością stosowania wersji ULO (ultra low
oxygen — bardzo niskie stężenie tlenu). Wymaga ona zastosowania obniżonej
temperatury, która dla większości gatunków i odmian zawiera się w granicach od –
1°C do 3°C. Skład atmosfery w technologii KA to stężenie tlenu (O2) obniżone do
3% objętościowo lub mniej — do około 1% w technologii ULO, stężenie
dwutlenku węgla (CO2) w zakresie od 0,5% do około 5% objętościowo
(najczęstsze w ULO to 1–2%), reszta do 100% objętości to azot (N2)
Dla technologii KA niezbędne są gazoszczelne komory chłodnicze.
Konstrukcja ścian, sufitu, posadzki i drzwi komór musi zapewniać spełnienie testu
gazoszczelności komory dla potrzeb technologii KA. Dotyczy to również przejść
przez przegrody wszelkich elementów konstrukcyjnych komory (wieszaki
chłodnic) oraz urządzeń wykonawczych i sterujących pracą komory (rury, kable,
kształtowniki, itp.). Posadzki w komorach powinny być bezpoślizgowe, niepylące,
odporne na wodę, najlepiej powierzchniowo wodo- i gazoszczelne, oraz równe i
starannie wypoziomowane, w celu zapewnienia możliwości pionowego, stabilnego
ustawienia skrzyniopalet.
Obniżenie stężenia O2
Technologia KA wymaga obniżenia stężenia tlenu w komorze zaraz po
wychłodzeniu produktów spożywczych do temperatury przechowywania. Stężenie
tlenu w komorze można obniżyć montując separatory azotu z powietrza
atmosferycznego. Można również stosować czysty azot, sprężony lub ciekły,
dostarczany do chłodni (zastosowanie w małych obiektach). Dla średnich i dużych
obiektów przechowalniczych poleca się wykorzystanie separatorów azotu.
Generator Azotu ABSOGER PSA
Separator azotu w miejscu pracy wymaga bezpośredniego połączenia z
powietrzem atmosferycznym dwiema rurami, ssącą powietrze do separacji i
zwrotną dla strumienia gazu wzbogaconego w tlen. Może pracować w systemie
recyrkulacji gazu z komory z KA oraz sterowania automatycznego po połączeniu z
komputerem nadzorującym pracę obiektu.
Obniżenie stężenia CO2
Do obniżenia stężenia dwutlenku węgla wydzielanego przez owoce w
procesie oddychania najczęściej stosuje się płuczki z węglem aktywowanym jako
substancją czynną. Zaleca się stosowanie płuczek z węglem aktywowanym
indywidualnie dla każdej komory lub ewentualnie jedną płuczkę dla dwóch albo
trzech komór, pracujących w cyklu automatycznym. Płuczki połączone są z
komorami dwoma rurociągami z PCV. Rurociągi ssący i tłoczący płuczki najlepiej
wprowadzić w przeciwległych (po przekątnej) narożnikach komory KA, przy czym
rurę ssącą najlepiej umieścić pod chłodnicą sprowadzając rurociąg na odległość 1–
2 m nad posadzkę. Wylot rury tłoczącej należy pozostawić w pobliżu sufitu.
Rurociągi należy prowadzić ze spadkiem w kierunku komory, unikając
tworzenia syfonów, w których może gromadzić się woda. Konieczne jest
bezpośrednie połączenie płuczki z powietrzem dwoma rurociągami.
Wykorzystywane są w czasie cyklu desorpcji węgla aktywnego powietrzem
atmosferycznym. Temperatura otoczenia płuczki nie powinna być niższa niż
temperatura w komorze. Zabezpiecza to płuczkę przed kondensacją wilgoci na
złożu.
Worki Kompensacyjne – niwelują niewielkie różnice ciśnień pomiędzy
wnętrzem komory a zewnętrznym powietrzem atmosferycznym, bez zmiany składu
kontrolowanej atmosfery. Niewielkie zmiany ciśnienia w komorze mogą być
skutkiem usuwania dwutlenku węgla z atmosfery, procesu odszraniania chłodnicy
czy też wpływu wiatru i zmian ciśnienia atmosferycznego. Zadaniem worka
kompensacyjnego jest niedopuszczenie do zassania bogatego w tlen powietrza
atmosferycznego z zewnątrz i wzrostu stężenia tlenu w atmosferze komory
Worki Kompensacyjne
Schemat instalacji do przechowywania produktów żywnościowych w atmosferze
kontrolowanej, 1-dopływ ciekłego azotu, 2-termostat, 3-zawór nadciśnieniowy, 4parownik układu chłodniczego, 5-nawilżacz, 6-natrysk ciekłego azotu, 7-płuczka
CO2
Technologia pakowania w zmodyfikowanej atmosferze
W technologii tej rozróżnia się modyfikację atmosfery:
 pasywną — gdy pożądany skład atmosfery uzyskuje się na skutek
oddychania produktu i dyfuzji gazów przez folie o odpowiednio dobranej
selektywnej przepuszczalności dla gazów — wykonywane są między innymi
z polietylenu o niskiej lub ultraniskiej gęstości (LDPE i ULDPE),
polichlorku winylu (PVC), octanu etylenowinylu (EVA), orientowanego
polipropylenu (CPPP), poliuretanu (PU);
 aktywną — zachodzącą na skutek zastąpienia normalnej atmosfery w
opakowaniu odpowiednią mieszaniną gazów już w trakcie pakowania, służą
do tego celu specjalne urządzenia.
o EMA (Equilibrium Modified Atmosphere) — opakowanie z atmosferą
zrównoważoną, ustalającą się w czasie przechowywania produktu,
wykonane z folii o odpowiednio dobranej, selektywnej
przepuszczalności dla gazów.
o MIP (Modified Interactive Packaging) — opakowanie interaktywne,
wykonane z folii impregnowanej związkami mineralnymi, której
przepuszczalność w stosunku do tlenu i dwutlenku węgla jest
optymalna, a przepuszczalność w stosunku do pary wodnej jest na tyle
duża, że nie dopuszcza do jej kondensacji wewnątrz opakowania.
Folia taka ma strukturę plastra miodu i mikropory umożliwiające
migrację pary wodnej na zewnątrz.
o CAP (Controlled Atmosphere Packaging) — opakowanie, w którym
pożądany skład gazowy atmosfery jest utrzymywany dzięki różnym
dodatkom do opakowania.
 substancje wytwarzające lub pochłaniające dwutlenek węgla
 regulatory wilgotności
 absorbenty zapachów
 dodatek do opakowań lub materiału opakowaniowego
substancji chemicznych pochłaniających tlen
Przechowywania w atmosferze kontrolowanej owoców i warzyw
przynosi wiele korzyści:
 przedłużenie świeżości produktów spożywczych
 zahamowanie powstawania drobnoustrojów
 zmniejszenie ubytków masy
 sprzedaż owoców sezonowych poza okresem ich zbiorów
Literatura:
 J. Postolski, „Prawie wszystko o ... TECHNOLOGII CHŁODNICZEJ
ŻYWNOŚCI”, Technika chłodnicza i klimatyzacyjna nr.5/2006,
 Paliwoda, „Technika przechowalnictwa chłodniczego owoców i
warzyw w atmosferze kontrolowanej”, Technika chłodnicza i
klimatyzacyjna nr.8/2002,
 http://www.ho.haslo.pl
 http://www.iglotech.com.pl