Katedra Techniki Cieplnej

Współczesne Techniki ZamraŜania

Temat: Technika przechowalnictwa chłodniczego owoców i

warzyw w atmosferze kontrolowanej.

Marta Gołębiewska

SUCHiK Sem. IX

2007/2008

Plan prezentacji:

1. Warunki przechowywania warzyw i owoców.

2. Kontrolowana atmosfera.

3. Technologia kontrolowanej atmosfery.

4. Techniki budowy komór chłodniczych z atmosferą

kontrolowaną, oraz obsługujące je urządzenia pomiarowo –

kontrolne.

5. Zalety przechowalnictwa w atmosferze kontrolowanej.

6. Literatura.

1. Warunki przechowywania warzyw i owoców.

Proces oddychania owoców polega na spalaniu przy udziale

tlenu związków organicznych nagromadzonych poprzednio w

procesie fotosyntezy. Stosunek ilości wydzielonego CO2 do ilości

pobranego O2 nazywamy ilorazem oddechowym. W normalnych

warunkach jest on zbliŜony do 1. Im wolniej przebiega proces

oddychania, tym wolniej zachodzą procesy prowadzące do

dojrzewania owoców, a następnie ich starzenie i zamieranie tkanek.

Na trwałość owoców i warzyw szczególnie korzystnie wpływa

przechowywanie w temperaturze maksymalnie zbliŜonej do ich

temperatury zamarzania (0oC do 3oC). Proces ten odbywający się

na pograniczu zamraŜania, wymaga szczególnie precyzyjnej

regulacji temperatury w przechowalni dla uniknięcia

niekorzystnych następstw podmroŜenia produktów.

KaŜdy wzrost powoduje przyspieszanie przemian metabolicznych.

Ograniczenie intensywności oddychania moŜna osiągnąć nie tylko

poprzez obniŜenie temperatury, lecz takŜe przez:

zwiększenie zawartości CO2 w atmosferze otaczającej owoce

zmniejszenie zawartości O2 w atmosferze miejsca

przechowywania

przechowywanie owoców w warunkach podciśnienia

obniŜonego do około 0,1 atm.

Pierwsze dwa warunki osiąga się w gazoszczelnych komorach

chłodni z KA, warunek trzeci – w chłodni z komorami obniŜonego

ciśnienia.

2. Kontrolowana atmosfera.

Wymaga obniŜenie temperatury dla większości odmian od

-1oC do 3oC:

I. ObniŜenie intensywności oddychania przez zwiększenie

zawartości CO2 opiera się na prawie działania mas, zgodnie z

którym nagromadzenie się produktów reakcji zwalnia

szybkość tej reakcji. PoniewaŜ w tym przypadku produktem

reakcji (oddychania) jest CO2, więc nagromadzenie się go w

atmosferze chłodni z KA zwalniać będzie samą reakcję, czyli

oddychanie. Istotne jest zachowanie odpowiednich proporcji

pomiędzy O2 i CO2 poniewaŜ naruszenie ich moŜe

powodować oddychanie beztlenowe które jest przyczyną

stopniowego obumierania tkanek i niekorzystnych zmian

produktów.

Rys1. Zbyt wysokie stęŜenie CO2 jest przyczyną uszkodzenia miąŜszu jabłek

Źródło: http://www.ho.haslo.pl

II. Skład atmosfery w technologii KA to równieŜ stęŜenie O2

obniŜone do 3% objętościowo lub mniej – do około 1% w

technologii ULO (bardzo niskie stęŜenie tlenu), stęŜenie CO2

w zakresie od 0,5% do 5% objętościowo reszta do 100% to

azot (N2).

3. Technologia kontrolowanej atmosfery.

Przechowywanie owoców i warzyw w AK odbywa się w

warunkach optymalnej temperatury i wilgotności względnej,

którego skład jest bezustannie mierzony i korygowany pod kątem

zawartości O2 i CO2.

Istnieje kilka alternatywnych technik osiągnięcia i utrzymywania

AK:

· jednostronna – gdzie utrzymywanie AK jest proste, i odbywa

się przez kontrolowane doprowadzenie do przechowalni

świeŜego powietrza atmosferycznego, które wypiera nadmiar

CO2 i jednocześnie uzupełnia niedobór O2.

· dwustronna – wymaga dodatkowego wyposaŜenia do

usuwania nadmiaru CO2 z atmosfery pomieszczenia, słuŜą do

tego skrubery suche i mokre (aparaty wiąŜące CO2 przez

absorpcję lub adsorpcję odpowiednio dobranych substancji)

NajwaŜniejsze i najczęściej stosowane techniki:

1.Technika wypierania O2, azotem i skruberowego oddzielania

CO2. Metoda taka pozwala na utrzymanie w AK maksymalnej

zawartości CO2 na poziomie poniŜej 1%. JeŜeli czas osiągania

Ŝądanego stęŜenia O2 i CO2 jest zbyt długi to skraca się

trwałość przechowywanych owoców i warzyw.

Źródło: „TCHiK”- 8/2002

Gdy maksymalny dopuszczalny poziom zawartości CO2 w AK

(najczęściej <1%) zostanie przekroczony, wówczas obiegowe

powietrze komorowe kierowane jest do płuczki 7 zawierającej

chemiczną substancję absorbującą CO2 i obniŜającą zawartość do

wymaganego poziomu ( najczęściej substancjami są węgiel i krzem).

Natomiast do komór przechowalniczych aby wydłuŜyć okres

trwałości owoców i warzyw zaczęto wprowadzać do nich – czerpany z

zasobnika przewodem 1 – azot zgazowywany w dyszy natryskowej 6.

Dopływ azotu trwa do momentu osiągnięcia Ŝądanego stęŜenia tlenu

w AK, które musi być w sposób ciągły utrzymywane na poziomie

0,9% do 1,1% przez włączenie lub wyłączenie dopływu azotu

przewodem 1.

Metoda ta nazywana dwustronną gdyŜ O2, wypierany jest azotem,

a CO2 oddzielany w płuczce 7. Największą efektywność układu

moŜna otrzymać w obsłudze komór gazoszczelnych, lecz naleŜy

pamiętać o powstającym wówczas ciśnieniu.

2. Technika spalania O2 i skruberowego oddzielania CO2. Jest ona

nieefektywna pod względem ekonomicznym, jak i technicznym

w zastosowaniu komór gazoszczelnych, gdyŜ dostosowana jest

do komór nieszczelnych. Pomimo tego pozwala na szybkie

osiągnięcie obniŜonej zawartości O2 i CO2 w ciągu 2-3 dni, a nie

2-3 tygodni jak to miało miejsce w tradycyjnej technice AK,

silnie zaleŜnej od oddychania składowanych produktów.

rys.3 Ideowy schemat generatora azotu spalającego O2 i oddzielającego CO2 w skruberze:

1- wentylatorowy nawiew powietrza, 2- dopływ gazu opałowego, 3- komora spalania

tlenu zawartego w powietrzu zmieszanym z gazem opałowym, 4- wymiennik ciepła

skraplający parę wodną i schładzający mieszankę gazową dopływającą z komory

spalania, 5- upustowy zawór regulacyjny, 6- skruber, 7- nawiew do komory mieszanki

gazowej o duŜej zawartości azotu i zminimalizowanej zawartości O2 i CO2, 8- zawór

odcinający, 9- węŜownica schładzana wodą

Źródło: „TCHiK”- 8/2002

Technika generowania azotu, który w wyniku katalitycznego spalania

mieszaniny gazu opałowego i powietrza z zawartym w nim tlenem w

komorze spalania 3 i schładzaniu powstałej mieszanki gazowej w

kondensatorze 4, a takŜe oddzieleniu w skruberze CO2, odpływa do

przechowalni. MoŜna zauwaŜyć w przewodzie skrubera 6, zawór

regulacyjny 5, przy jego uchyleniu część upuszczonej, bogatej w CO2

mieszanki gazowej moŜe bezpośrednio przepływać do komory

omijając skruber 6. Pozwala to na podwyŜszenie zawartości CO2 w

AK – gdy jego stęŜenie jest zbyt niskie.

Atmosfera pomieszczenia przechowalni stanowi tutaj

mieszaninę powietrza atmosferycznego dopływającego do

przechowalni przez jej nieszczelną konstrukcję, mieszanki

gazowej dopływającej do przechowalni z generatora azotu i gazów

powstających w procesie oddychania składowanych produktów.

4. Techniki budowy komór chłodniczych z atmosferą kontrolowaną,

oraz obsługujące je urządzenia pomiarowo – kontrolne.

komory chłodnicze – izolowane cieplnie komory panelowe o

taśmowych i plastikowych uszczelnieniach wszelkich połączeń

mogących czynić komorę nieszczelną. Niedostateczna izolacja

powoduje znaczne przenikanie ciepła z zewnątrz do komory co

prowadzi do wahań temperatury, a takŜe wilgotności co wpływa

ujemnie na owoce. NaleŜy pamiętać, aby izolacja termiczna

umieszczona była od strony wewnętrznej. Natomiast zapewnienie

instalacji gazoszczelnej wykonuje się z blachy ocynkowanej.

beton klasy B 150

papa asfaltowa na lepiku

beton klasy B 75

piasek lub ziemia ja3

łącznik blachy z papą

Bitizol "R"

styropian klejony

blacha stalowa ocynkowana

rys.4. Podłoga chłodni w przekroju.

techniki pomiarowe i regulacyjne – urządzenia i metody do

regulacji zawartości tlenu w komorach gazoszczelnych, które

dają moŜliwość przyspieszenia obniŜenia tlenu w komorze

gazoszczelnej:

– zastosowanie gazowego lub ciekłego azotu – azot w postaci

gazu, spręŜony w butlach wprowadza się rurkami do

zamkniętej komory gazoszczelnej, a gaz ten wypiera zawarte

w komorze powietrze zasobne w tlen. Dopływ azotu odcina

się dopiero wtedy, gdy poziom tlenu obniŜy się z 21% do 4%.

– spalanie propanu przy udziale tlenu atmosfery komory

gazoszczelnej – za pomocą konwertora, który powoduje

konwersję O2 na CO2. Propan w postaci gazowej zostaje

całkowicie spalony, zuŜywając tlen zawarty w atmosferze

komory gazoszczelnej. Spalanie bezpłomieniowe w obecności

katalizatora dzięki któremu propan moŜe być spalany w

niŜszej niŜ normalnie temperaturze i w obecności stale

malejącej zawartości O2 w atmosferze.

– spalanie propanu przy udziale tlenu powietrza

atmosferycznego poprzez urządzenia, które spalają

katalitycznie oraz urządzenia, które spalają w otwartym

płomieniu zwane generatorami zmodyfikowanej atmosfery. W

tym urządzeniu propan jest spalany cały czas przy udziale

powietrza zewnętrznego zawierającego 21% O2

5.Zalety przechowalnictwa w atmosferze kontrolowanej.

 wydłuŜenie okresu przechowywania owoców lub warzyw

 umniejszenie tempa procesów biochemicznych i

fizjologicznych prowadzących do dojrzewania, i

przejrzewania produktów

 obniŜenie ubytków masy

 kontrola obecności insektów i gryzoni w komorach

chłodniczych

 obniŜenie poziomu czułości na działanie etylenu oraz

spadek wraŜliwości na niektóre choroby fizjologiczne

6.Literatura.

[1] – „Technika chłodnicza i klimatyzacyjna” – 8/2002

[2] –„Technika chłodnicza dla praktyków : przechowalnictwo i

transport ” – Bolesław Gaziński 2007

[3] – www.ho.haslo.pl