Контролирана атмосфера, Резултати от търсенето, ПРИЛОЖЕНИЯ
След прибиране на реколтата плодовете продължават да живеят, те дишат, тоест абсорбират кислород и отделят въглероден диоксид. Интензивното дишане на откъснатия плод води до влошаване на качеството на продукта (увяхване, петна и др.).
Периодът на съхранение може да бъде удължен чрез намаляване на скоростта на дишане. За целта продуктите обикновено се охлаждат. Това обаче не винаги е достатъчно ефективно. Охлаждането трябва да бъде придружено от допълнителни методи, един от които е да се намали нивото на кислород в камерата и да се увеличи съдържанието на CO2.
Според проучвания и измервания, съхранението в контролирана атмосфера води до намаляване на интензивността на метаболитните процеси с 2-3 пъти, което значително увеличава срока на годност.
Други предимства на тази технология са намаляването на развитието на физиологични и гъбични заболявания (с 20-25%). Увяхването на ябълките например се намалява с 20-30%. Поради забавянето на процесите на дисимилация, плодовете запазват първоначалното качество на компонентите (киселина, захар, ароматични и ароматни вещества). В края на съхранението плодовете остават толкова вкусни и свежи, колкото са били в началото.
Важен аспект не само за консумацията, но и за транспортирането и продажбата е, че плодовете запазват много по-добре текстурата и твърдостта си. Плодовете, съхранявани с лек загар, не влошават качеството си, докато при нормално съхранение те бързо се влошават.
Терминът„контролирана атмосфера (RA)“ (контролирана атмосфера CA ) е по-точен и правилен във връзка с предишния общ термин„контролирана атмосфера“ (CGA). Понастоящем в литературата можем да намерим използването на терминитеRA иRGS.
CO2 контрол чрез вентилация (съхранение в нормална атмосфера)
Плодовете ежедневно абсорбират средно до 1,5% кислород по обем, като същевременно отделят същите 1,5% CO2. Като се има предвид, че в повечето случаи камерите за съхранение нямат достатъчна степен на херметичност и има изтичане на въздух отвън, това равенство е нарушено.
Необходими са повече от 12 дни, например според изчислението, за да се постигне ниво на кислород в камерата от 3% (21% - 3% = 18%; 18% : 1,5% = 12 дни). На практика дневното намаление на нивата на кислород може да бъде 0,7-0,8% естествено, поради дишането на плодовете.
Основните видове контролирана атмосфера в складови помещения
Стандартна атмосфера
Технологии за създаване на газова среда и съхранение на плодове в контролирана атмосфера
Традиционна (нормална) контролирана атмосфера (традиционна контролирана атмосфера)
В този случай ябълките могат успешно да се съхраняват 6-8 месеца.
Камерите трябва да бъдат заредени в рамките на 7-10 дни и необходимата концентрация (около 3% CO2 и 2-3% O2) трябва да бъде достигната в рамките на 2-3 седмици. Препоръчителната температура на съхранение е от 0 до 3,5ºС.
Съдържанието на кислород в този случай е в диапазона от 0,5 до 1,5%, въглероден диоксид по-малко от 1-2% (понякога по-висок). Тази стойност зависи от сорта, района на отглеждане, степента на зрялост и други фактори.
Камерите трябва да бъдат заредени с продукти възможно най-бързо. В същото време се прилагат технологиите RCA (Rapid Controlled Atmosphere) и свръхбързо намаляване на кислорода ILOS (Initial Low Oxygen Stress).
Достатъчно чувствителните ябълки McIntosh, например, могат да се съхраняват до 18 месеца, съхранявайкидобро качество.
За създаване на контролирана атмосфера в камерите се използват азотен генератор и CO2 адсорбери.
Вградената система за газов анализ ви позволява автоматично да контролирате работата на оборудването и да изграждате графики на режимите в камерите. При наличие на модемна връзка е възможно дистанционно управление на работата на оборудването.
Технология за контролирана атмосфера с ниско съдържание на етилен (LECA).
Осигурява защита срещу преждевременно узряване на плодове и зеленчуци (банани, цитрусови плодове) и патологично въздействие на етилена (круши, зеленчуци и др.). Редукцията на етилена се постига с помощта на каталитични конвертори и етиленови адсорбери.
В някои случаи може да се използва в комбинация с технология за съхранение в контролирана атмосфера.
Динамично контролирана атмосфера DCA (Динамично контролирана атмосфера)
Dynamic Atmosphere е следващата важна стъпка в еволюцията на технологията за съхранениеULO. Тази технология осигурява:
естествена (не химическа) защита на плодовете от слънчеви изгаряния;
максимално запазване на твърдостта, сочността и други качествени показатели на плодовете по време на дългосрочно съхранение.
Същността на технологията се състои в това, че с помощта на специални сензори, базирани на флуоресцентния метод, непрекъснато се измерва физиологичното състояние на плода и въз основа на тази информация се поддържа минимално допустимата концентрация на кислород в камерата, обикновено 0,4 - 0,6%.
Тази патентована технология се прилага интензивно в напредналите страни (увеличение от повече от 40% годишно).
За осъществяването му на всяка камера са инсталирани специални измервателни устройства (IRIS), които се свързват чрез интерфейсен модул към компютър, на койтоинсталирана специална програма.
Условия за съхранение
В допълнение към газовия състав на атмосферата, условията за съхранение зависят от фактори като температура, относителна влажност, скорост на предварително охлаждане, степен на замърсяване на въздуха в камерата за съхранение и продължителността на очаквания период на съхранение.
След прибиране на реколтата плодовете продължават да живеят, те дишат, консумират кислород, за да удължат жизнените си функции. Дисимилацията е явление, характерно за всеки жив организъм и се изразява в непрекъснатото му частично саморазрушаване. Промените настъпват в резултат на превръщането на нишестето в захари, намаляване на киселинността, загуба на твърдост поради активността на пектин-разграждащите ензими и намаляване на количеството летливи и ароматни вещества.
Защо е необходимо да се намали температурата на съхранение?
Охлаждането забавя развалянето на продукта, намалява загубите и увеличава срока на годност. Трябва да се помни, че активността на ензимите е изключително чувствителна към температурата: с повишаване на температурата с 8 ° C активността се увеличава 2-4 пъти. Доказано е, че размножаването на микроорганизмите, които насърчават гниенето, почти спира при 0°C.
Охладените плодове са по-малко склонни към свиване, имат ниско ниво на етилен и са по-устойчиви на физиологични повреди. Охлаждането трябва да се извърши възможно най-скоро след събирането.
Трябва да се вземе предвид и връзката между температурата и относителната влажност. Например, загубата на влага на продукта при 44°C и 30% относителна влажност е 36 пъти по-голяма, отколкото при 0°C с 90% относителна влажност. За поддържане на желаното ниво на влажност могат да се използват овлажнители.
В някои случаи, предварително охлаждане на продуктите, поставени върхусъхранение, до температура от 6-8º C. По този начин се намалява охлаждащият капацитет, необходим за последващо охлаждане и съхранение.
Съхранение на багаж за контролирана атмосфера
Камерите обикновено се изработват от сандвич панели от полиуретанова пяна. Поставят се високи изисквания към херметичността на камерите. Технологията за сглобяване на камерата има свои собствени характеристики. Използват се специални фитинги и уплътнители. Също така е важно да се осигури плътността на подовата конструкция и интерфейса на пода с панелите.
Врати на хладилни камери със специално изпълнение, с повишена степен на плътност. Имат прозорец за наблюдение за възможност за визуален контрол и при необходимост вземане на проби от камерата.
За компенсиране на разликата в налягането вътре в камерата и отвън са монтирани компенсационни торби и аварийни клапани за изравняване на налягането.
История на развитието на RA технологията
II век пр.н.е - Египтяните и самаряните са използвали затворени варовикови гробници, за да съхраняват реколтата си.
8 век от н.е - По време на династията Тан личи (китайска слива) се съхраняваше по време на дълъг преход в кухи бамбукови стъбла с добавяне на пресни листа.
1819 г. - първото научно споменаване на контролирана атмосфера, когато френският учен Бернар открива, че плодовете, събрани след прибиране на реколтата, абсорбират кислород и отделят въглероден диоксид. Той също така доказа, че плодовете не узряват без наличието на кислород, но ако отново се поставят в нормална атмосфера, зреенето продължава.
1903 г. - в Държавния университет във Вашингтон учените Р. Тачър и Н. Буз изследват съхранението на плодове в различни газове. Те установиха, че ябълките в среда с CO2 остават твърди, без да губят цвят. След провеждане на експерименти за съхранение на малини, касис и логански плодове (хибрид на малини с къпини), теустанови, че плодовете, които стават меки на нормален въздух след 3 дни, остават твърди в CO2 за 7-10 дни.
1918 г. - Английските учени Франклин Кид и Сирил Уест, които започват първите изследвания в Кеймбридж, могат да се считат за основоположници на научния подход към изучаването на РА. Те проведоха много експерименти, за да проучат влиянието на състава на атмосферата върху запазването на ябълките, крушите и сливите.
Средата на 30-те години на миналия век – В Северна Америка ученият Робърт Смоук за първи път въвежда термина „съхранение в контролирана атмосфера“ вместо термина „съхранение на газ“, използван от Кид и Уест.
1950 г. - Започва промишленото използване на контролирана атмосфера. Италианският инженер Бономи, който се смята за основател на европейската CGS система, започна да разпространява практическите методи за нейното приложение.
Складове с контролирана атмосфера са построени в Нова Англия през 1951 г., Мичиган и Ню Джърси през 1956 г., Вашингтон, Калифорния и Орегон през 1958 г. и Вирджиния през 1959 г.
60-80-те години на миналия век - в СССР изследванията върху съхранението в RGS са проведени в Giproniiselprom, Института по биохимия. A.N.Bakh, в Казахския научноизследователски институт по овощарство и лозарство, както и в Грузия и Молдова.
Оборудване за съхранение в контролирана атмосфера
генератор на азот
Мембранните инсталации се основават на използването на мембрани със селективна пропускливост за O2 и N2
Адсорбционни инсталации - базирани на използването на молекулярни сита, които селективно адсорбират един от тези газове.
CO2 адсорбер
Осигурява отстраняването на CO2, отделян от продуктите от камерите, т.е. поддържане на концентрацията му на определено ниво.
Принципът на работа се основававърху абсорбцията на CO2 от специален адсорбент по време на „изпомпването“ на средата през него от камерата и последващото му регенериране чрез продухване с атмосферен въздух.
Абсорбатор на SO2
Предназначен за отстраняване на газообразни странични продукти, отделяни по време на съхранение. Може да се използва при съхранение на ябълки, круши, цитрусови плодове, грозде.
Центробежната помпа работи в затворен цикъл със серен диоксид, циркулиращ в противоток с водата.
Етиленов каталитичен конвертор Етиленов адсорбер
Използват се за намаляване на нивото на етилен в камерата - технология LECA (Low Ethylene Controlled Atmosphere).
Осигуряват защита срещу преждевременно узряване на плодове и зеленчуци (банани, цитрусови плодове) и патологично въздействие на етилена (круши, зеленчуци и др.).
Овлажнител за въздух
Използва се за създаване на повишено ниво на влажност в камерата.
Вградена система за газов анализ
Хладилно оборудване
Изключително важно е правилното изчисляване и избор на хладилно оборудване (хладилна схема, охладителна мощност, въздушен обмен, повърхностни и технически характеристики на въздухоохладителите, скорост на въздуха).
Важен аспект е поддържането на ниско ниво на делта Т (разлика между температурата на въздуха на входа на въздушния охладител и точката на кипене на хладилния агент).
Най-добрият вариант е да използвате хладилна схема с междинен охладител. Това е по-скъпо решение в сравнение със схемата за директно охлаждане, но качеството на крайния продукт е с порядък по-високо.