Przechowywanie owoców

Nanoszenie pianki na powierzchnię ściany

kliknij aby powiększyć

Owoce jak również i warzywa należą do produktów, na które popyt przypada na znacznie dłuższy okres niż  podaż wynikająca z okresu ich dojrzewania. Konieczne jest zatem utrzymanie tego typu produktów w stanie świeżym przez jak najdłuższy czas po zbiorze. Długość okresu przechowywania zależy przede wszystkim od gatunku, odmiany, terminu zbioru i warunków przechowywania.

Dla większości gatunków owoców strefy umiarkowanej optymalna temperatura przechowywania jest bliska 0^oC. Obniżenie temperatury ogranicza tempo oddychania owoców, przez co spowolnione zostaje ich dojrzewanie. Dla przykładu tempo oddychania jabłek jesiennych odmian wynosi w temperaturze +20^oC średnio około 20 mgCO₂*kg^-1*h^-1, a w temperaturze 0^oC około 3 mgCO₂*kg^-1*h^-1. Z reguły tempo oddychania owoców, strefy umiarkowanej, w temperaturze +20^oC jest około 10 do 20 razy intensywniejsze niż w 0^oC.

W procesie oddychania owoce zużywają tlen, a zawarte w nich węglowodany zostają przekształcone na dwutlenek węgla (CO₂) i wodę (H₂O). Podczas tego procesu wydzielana jest określona porcja energii w postaci ciepła. Oczywiście ustalając warunki przechowywania trzeba pamiętać o różnicach odmianowych w obrębie poszczególnych gatunków owoców. Jeżeli przechowywane są w jednej komorze jabłka odmian, dla których zalecane są różne temperatury np. +3^oC (‘McIntosh') i 0^oC (‘Jonagold'), to zawsze należy brać pod uwagę odmianę bardziej wrażliwą na zimno. Zapobiegnie to powstawaniu uszkodzeń chłodowych na owocach wrażliwszej odmiany. Niestety w takiej temperaturze jabłka odmiany „zimnolubnej" będą dojrzewały w szybszym tempie i ich okres przechowywania będzie krótszy niż w optymalnych warunkach. Ważnym czynnikiem wpływającym na dobór temperatury przechowywania jest także stan fizjologicznej dojrzałości owoców w czasie zbioru. Im owoce bardziej przejrzałe, tym paradoksalnie temperatura przechowywania powinna być wyższa. Zapobiega to jednak powstawaniu uszkodzeń wywołanych zbyt niską temperaturą przechowywania. Jak wynika z powyższych rozważań podstawowym zabiegiem ograniczającym aktywność owoców po zbiorze jest jak najszybsze ich schłodzenie. Zakłada się, że owoce po pierwszej dobie po zbiorze powinny osiągnąć temperaturę poniżej +5^oC. Nie dotyczy to jednak owoców, silnie nagrzanych, których temperatura po zbiorze znacznie przekracza 20^oC. Takie owoce należy schłodzić etapowo.

Kolejnym czynnikiem ograniczającym procesy dojrzewania owoców jest modyfikacja atmosfery w jakiej pozostają owoce po schłodzeniu. Stwierdzono bowiem, że obniżenie zawartości tlenu, przy jednoczesnym zwiększeniu zawartości dwutlenku węgla w atmosferze otaczającej owoce sprzyja znacznemu ograniczeniu tempa oddychania owoców, relatywnie nawet ponad 60%. Wynika to z deficytu substratu w procesie oddychania (O₂) i zwiększenia stężenia produktu reakcji (CO₂).

Powyżej opisane metody ograniczenia tempa oddychania stały się podstawą opracowania trzech podstawowych technologii przechowywania owoców w chłodniach.

1. chłodnia z normalną atmosferą (NA)
2. chłodnia z modyfikowaną atmosferą (MA)
3. chłodnia z kontrolowaną atmosferą (KA)

Każda z  wymienionych technologii przechowywania posiada zarówno zalety jak i wady, a jej wybór zależy od gatunku owoców, odmiany i planowanej długości okresu przechowywania.

Potencjalnie najkrótszy okres przechowywania „oferuje" nam NA. Tempo dojrzewania owoców hamowane jest jedynie przez obniżenie temperatury. Do obniżenia temperatury wykorzystywany jest układ chłodniczy, składający się zazwyczaj z parownika, sprężarki, skraplacza i zaworu rozprężnego (układ bezpośredniego odparowania). Konieczna do schłodzenia moc chłodnicza musi być wyliczona na podstawie bilansu cieplnego, który zostanie omówiony w dalszej części artykułu. W komorze NA owoce pozostają w atmosferze zawierającej 21% tlenu i praktycznie 0% dwutlenku węgla.

W przypadku szczelnej komory chłodniczej w wyniku procesu oddychania owoce zużywają tlen i wydychają dwutlenek węgla. Przy niezakłóconym procesie można założyć, że suma tych dwóch gazów zawsze wynosić będzie 21%. W przeszłości dość powszechnie przechowywano jabłka w atmosferze zawierającej około 16% tlenu i 5% dwutlenku. Regulacja składu gazowego atmosfery odbywała się poprzez dopuszczenie świeżego powietrza zawierającego 21% tlenu. Stosując tę technologię dla wielu odmian jabłek uzyskiwano wydłużenie okresu przechowywania w porównaniu do NA.

Kolejnym etapem rozwoju technologii przechowywania była chłodnia KA. W tego typu obiektach obniża się stężenie tlenu do około 3%, a stężenie dwutlenku węgla nie przekracza 5%. Do usuwania nadmiaru CO₂ stosuje się płuczki. W zależności od substancji pochłaniającej dwutlenek węgla mogą to być płuczki węglowe lub wapno hydratyzowane. W przypadku pojawienia się deficytu tlenu, dopuszcza się powietrze atmosferyczne.  Niekiedy stężenie tlenu świadomie obniża się do około 1,5% i wtedy mówimy o przechowywaniu owoców w warunkach niskotlenowych (ULO). Zastosowanie kontrolowanej atmosfery pozwala na znaczne wydłużenie okresu przechowywania, przy zachowaniu przez owoce wyższej jędrności i  kwasowości.

Główną wadą technologii MA i KA jest konieczność posiadania aparatury do pomiaru zawartości tlenu i dwutlenku węgla w atmosferze przechowalniczej. Obsługując tego typu obiekty należy zachować szczególne środki ostrożności ze względu na duże zagrożenie dla życia człowieka, związane z niskim stężeniem tlenu i podwyższonym stężeniem dwutlenku węgla.

Oprócz obniżenia temperatury i zmodyfikowaniu atmosfery przechowalniczej, bardzo ważną rolę w procesie prawidłowego przechowywania owoców odgrywa wilgotność względna powietrza. Dla większości nietrwałych owoców i warzyw zaleca się utrzymywanie w obiekcie przechowalniczym od 85% do 100% wilgotności względnej powietrza przy zalecanej temperaturze przechowywania. Zbyt niska wilgotność względna powietrza powoduje powstawanie start związanych z transpiracją owoców prowadząc do mięknięcia i więdnięcia owoców. Niekorzystne obniżenie wilgotności względnej powietrza w komorze przechowalniczej może następować w wyniku złego doboru urządzeń chłodniczych, nieprawidłowej ich pracy oraz złej izolacji termicznej obiektu.

Prawidłowy dobór urządzeń chłodniczych powinien być oparty o bilans cieplny dla danej komory przechowalniczej. Bilans cieplny powinien uwzględniać przenikanie ciepła przez ściany, sufit i podłogę komory, ciepło wnoszone z produktem, ciepło oddychania owoców, ciepło związane z odszranianiem parownika, oświetleniem, pracą wózków widłowych, obsługi chłodni oraz pracą wentylatorów.

Duży wpływ na zachowanie wysokiej wilgotności względnej komory ma dobór parametrów pracy urządzeń chłodniczych. Należy dążyć do jak najmniejszej (rozsądnej) różnicy temperatur pomiędzy powierzchnią parownika a założoną temperaturą przechowywania owoców. Nieprawidłowo dobrane parametry pracy układu chłodniczego powodują osuszanie powietrza w komorze przy każdorazowym załączeniu urządzeń. Bardzo istotną rolę na częstotliwość pracy urządzeń chłodniczych, a tym samym na parametry przechowywania oraz jakość owoców i warzyw odgrywa izolacja komory przechowalniczej.

Izolacja termiczna w komorze chłodniczej jest używana do ograniczenia przenikania ciepła do i z wnętrza komory. Kierunek przepływu ciepła zależy od różnicy temperatur w i na zewnątrz komory. Dobór materiału izolacyjnego i jego grubość musi być uzasadniona z ekonomicznego i technologicznego punku widzenia. W komorze chłodniczej izoluje się sufit, ściany i niekiedy także podłogę. Wartość izolacyjną poszczególnych przegród określa się współczynnikiem przenikalności cieplnej „k" wyrażonej w W*m^-2*K^-1. Często materiał izolacyjny charakteryzowany jest przez współczynnik przewodnictwa cieplnego λ wyrażany w W*m^-1*K^-1. Najczęściej dla ścian w komorach chłodniczych do owoców zaleca się aby współczynnik przenikalności cieplnej wynosił 0,25 W*m^-2*K^-1, dla sufitu i podłogi odpowiednio 0,2 i 0,5 W*m^-2*K^-1 .

Istnieje cały szereg materiałów izolacyjnych dzięki którym można osiągnąć ww. współczynniki. Istotne jest jednak by koszt położenia izolacji i jej grubość dokładnie rozważyć nim zdecydujemy, który materiał jest najlepszy. W tabeli 1 podano szacunkową grubość różnych materiałów izolacyjnych w celu osiągnięcia porównywalnych efektów izolacyjnych.

Tabela 1. Porównanie grubości różnych materiałów izolacyjnych dla osiągnięcia podobnego efektu izolacyjnego

Przedstawione w tabeli grubości materiałów są wartościami przybliżonymi. Mogą one ulegać pewnym wahaniom w zależności od gęstości materiału. Dotyczy to szczególnie pianki PUR i styropianu.

Zasadniczo każdy z wymienionych powyżej materiałów mógłby być wykorzystany do izolacji. Pamiętać należy jednak, że izolacja tak długo jest skuteczna jak długo pozostaje sucha. Wynika z tego, że dobry materiał izolacyjny nie powinien być nasiąkliwy. Warunki pracy komory chłodniczej narzucają odpowiednią technologie izolowania przegród budowlanych. Wskutek zmieniającego się kierunku przenikania ciepła (lato - zima) istotne jest zabezpieczenie izolacji przed możliwością jej nasiąkania. Konieczne jest zatem wykonanie barier parochronnych uniemożliwiających wystąpienie punku rosy w izolacji. Z reguły izolację parochronną wykonuje się na zewnętrznej stronie izolacji (tzw. „ciepłej") od strony muru (ściany) chłodni. Ważne jest by izolacja parochronna ścian, sufitu i podłogi tworzyła zamkniętą „kopertę" dookoła izolacji.

Jako materiał izolacyjny, w chłodniach do przechowywania owoców i warzyw najczęściej stosuje się styropian i pianę poliuretanową. Niewątpliwą zaletą styropianu jest jego cena. W zależności od potrzeb układa się od 10 do 15 cm warstwę izolacyjną z płyt styropianowych. Koniecznie przed położeniem styropianu należy wykonać izolację parochronną. Styropian mocujemy za pomocą specjalnych kołków. Po wykonaniu izolacji zewnętrzną część należy wykończyć np. przy użyciu arkuszy z blachy aluminiowej. Pewną wadą tego systemu jest możliwość wystąpienia kondensacji wilgoci w warstwie styropianu. Związane jest to z zamknięciem pomiędzy warstwą parochronną a blachą wykończeniową powietrza o zawartości wody pozwalającej na przekroczenie punktu rosy po jego ochłodzeniu. Wady tej pozbawiony jest system izolowania płytą warstwową z rdzeniem styropianowym. Konstrukcja płyty warstwowej styropianowej polega na dwustronnym oklejeniu blachą połączonych płyt styropianowych. W przypadku tego typu izolacji nie ma konieczności stosowania izolacji parochronnej. W sporadycznych przypadkach izolacja wewnątrz płyty panelowej może nie być ciągła. Występuje to w przypadku niestarannego poskładania płyt styropianowych podczas montażu płyty warstwowej. Szczeliny pomiędzy płytami styropianowymi dyskwalifikują tak wykonana płytę warstwową jako materiał izolacyjny do budowy komór chłodniczych. Pewną wadą styropianu jest możliwość termicznej degradacji, zwłaszcza w przypadku użycia płyty warstwowej z rdzeniem styropianowym do wykonania stropodachu na komorze przechowalniczej. Drugim ważnym czynnikiem na który należy zwrócić uwagę jest możliwość niszczenia styropianu przez gryzonie. W przypadku płyt warstwowych problem ten ograniczony jest do minimum. Jedynie mechaniczne uszkodzenia płyt, lub niestaranne ich połączenie może umożliwić gryzoniom zasiedlenie.

Wymienionych wad nie posiada płyta warstwowa z rdzeniem poliuretanowym. Ze względu na lepsze właściwości izolacyjne, w stosunku do styropianu, dla osiągnięcia takich samych parametrów izolacyjnych można zastosować płytę o mniejszej grubości. W przypadku płyt warstwowych z rdzeniem poliuretanowym nie ma niebezpieczeństwa nieciągłości izolacji ze względu na technologię wytwarzania płyty (spienienie materiału pomiędzy dwoma arkuszami blachy). Nie stwierdzono dotychczas aby izolacja wykonana z poliuretanu atakowana była przez gryzonie. Pewną wadą płyty warstwowej z rdzeniem poliuretanowym jest jej wyższa cena w porównaniu do płyty z rdzeniem styropianowym.

Kolejnym sposobem znajdującym szerokie zastosowanie przy izolowaniu chłodni do przechowywania owoców i warzyw jest natrysk piany poliuretanowej bezpośrednio na izolowana powierzchnię. Tego typu izolacja jest najbardziej efektywną z dostępnych izolacji posiadającą szereg zalet w porównaniu do innych materiałów izolacyjnych. Główną zaletą jest możliwość bezpośredniego nanoszenia na szereg podłoży, np.: styropian, beton, gazobeton, cegła ceramiczna, cegła sylikatowa, drewno, eternit, blacha ocynkowana, blacha lakierowana, poliester, papa, itp. Naniesiona w kilku warstwach stanowi idealną bezspoinową izolację termiczną. W tabeli 2 podano przybliżony współczynnik „k" uzyskiwany w zależności od grubości warstwy piany poliuretanowej.

Tabela 2. Wartość współczynnika „k" w zależności od grubości piany poliuretanowej

Zastosowanie natrysku piany poliuretanowej pozwala na ograniczenie kosztów związanych z wykonawstwem izolacji, ponieważ może być nałożona w krótkim czasie przy użyciu agregatu natryskowego. Ze względu na możliwość nanoszenia bezpośrednio na izolowane powierzchnie, nie wymaga stosowania izolacji parochronnej. Eliminuje możliwość powstawania mostków cieplnych. Doskonale nadaje się do modernizacji obiektów już istniejących jak i izolowania nowobudowanych. Poza doskonałymi parametrami izolacyjnymi odpowiednio wykonany natrysk piany gwarantuje jej gazoszczelność. Dzięki temu przy wykorzystaniu tej technologii można wykonywać izolację w komorach w których owoce mają być przechowywanie w technologii KA. Zasadniczo jedyną niedogodnością jaka pojawia się przy tego typu izolacji może być ze względów sanitarnych konieczność przykrycia piany np. blachą od wewnętrznej strony komory. Podnosi to czasochłonność inwestycji i jej koszty. Wymagania takie mogą się jednak pojawić szczególnie w obiektach chcących uzyskać certyfikaty EUREPGAP. W wymaganiach EUREPGAP znajdują się bowiem zalecenia odnośnie utrzymania w czystości obiektów przechowalniczych. Wszelkie powierzchnie w obiektach przechowalniczych powinny być łatwo zmywalne. Porowatość powierzchni otrzymanej w wyniku natrysku piany poliuretanowej może nieco utrudniać przeprowadzenie dokładnego umycia. W tym miejscu należy zaznaczyć, że konieczność dokładnego mycia dotyczy nie tylko obiektów wykonanych w technologii natrysku piany poliuretanowej, ale każdego obiektu przechowalniczego wykonanego w dowolnej technologii. Problem ten dotyczyć może przede wszystkim obiektów, w których materiał izolacyjny został przykryty tynkiem.  

Niezależnie od zastosowanej technologii, materiały używane do izolacji i budowy obiektów do przechowywania owoców i warzyw powinny posiadać niezbędne dopuszczenia i atesty. Pomimo, iż nie do końca w polskim ustawodawstwie sprecyzowane są wymagania odnośnie tego typu materiałów, to posiadanie świadectw jakości dopuszczających materiały do kontaktu z żywnością znacznie podnoszą bezpieczeństwo użytkowania tego typu obiektów.