Nowoczesne technologie transportu, przechowywania i dojrzewania

Nowoczesne technologie transportu, przechowywania i dojrzewania

WSPÓŁCZESNE TECHNIKI ZAMRAśANIA
Nowoczesne technologie transportu, przechowywania i
dojrzewania bananów
Wojciech Fiedorowicz
SUChiK
sem IX
rok ak. 2007/2008
1
Spis treści
strona
Wstęp………………………………………………………………….…. 3
1. Dojrzewanie bananów …………………………………………………. 3
2. Transport …………………………………………………………….….. 4
2.1. Przygotowanie do transportu ……………………………….…. 4
2.2. Transport bananów na chłodniowcach …………………….…. 5
2.3. Transport bananów w kontenerach chłodzonych ………….… 6
3. Dojrzewalnie …………………………………….………………………. 8
3.1. Obieg powietrza………………………….……………………… 8
3.2. Temperatura procesu dojrzewania …….……………………… 9
3.3. Zastosowanie etylenu ………………………………………… 10
3.4. Wymiana powietrza …………………………………………… 10
3.5. Regulacja wilgotności ……………….………………………… 10
3.6. Normy sanitarne ………….……………………………………. 10
Literatura ……….………………………………………………………. 10
2
Wstęp
Rejony, w których uprawiane są banany, to głównie Ameryka Środkowa i północna część
Ameryki Południowej oraz w nieco mniejszym stopniu pozostałe rejony okołorównikowe. Z
tych rejonów są one transportowane do konsumentów na całym Świecie, co nie jest operacją
łatwą ze względu na duŜą szybkość procesu ich dojrzewania oraz duŜe wymagania w
odniesieniu do stanu powietrza, w którym są składowane i transportowane.
1. Dojrzewanie bananów
Dojrzewanie bananów składa się z następujących etapów:
•
Faza I – preklimakteryczna:
Jest to faza tuŜ po ścięciu banana, w której tempo procesu dojrzewania gwałtownie
spada i stabilizuje się na niewielkim poziomie.
Czas jej trwania zaleŜy od:
- stopnia dojrzałości owoców po ich ścięciu,
- temperatury – wyŜsza temperatura sprzyja wydzielaniu ciepła, dwutlenku węgla i
etylenu, co przyspiesza dodatkowo przebieg tej fazy
31˚C - 8-10 dni,
25˚C - 10-12 dni,
12˚C - 15-20 dni;
•
Faza II – klimakteryczna:
W tej fazie zmienia się wygląd bananów, zwiększa się wydzielanie dwutlenku węgla,
etylenu i ciepła. Jest to właściwy okres dojrzewania bananów.
Czas jego trwania zaleŜy od temperatury:
31˚C - 1-2 dni,
25˚C - 3 dni,
12˚C - 10-12 dni;
•
Faza III – postklimakteryczna:
Jest to okres pełnej dojrzałości konsumpcyjnej.
Czas dojrzewania bananów jest bardzo krótki. Aby dotarły one do celu zdrowe i w stanie
umoŜliwiającym sterowanie procesem dojrzewania w pobliŜu odbiorcy, z rośliny macierzystej
muszą być zrywane niejadalne zielone owoce. Dojrzewanie, patrząc z zewnątrz, polega na
zmianie koloru z zielonego na Ŝółty. Dzieje się tak, gdyŜ chlorofil znajdujący się w skórce
zanika, a na jego miejscu pojawia się karoten. Jednocześnie biały, twardy miąŜsz i gruba,
zielona, trudna do oddzielenia skóra - miękną. Natomiast wewnątrz zachodzą przemiany
metaboliczne polegające na przemianie cukrów złoŜonych (skrobia) w cukry proste (glukoza,
fruktoza), których bezpośrednio moŜna doświadczyć poprzez zmianę smaku na coraz
słodszy.
Zmianę kolorów oraz przemianę cukrów wewnątrz owocu obrazuje rysynek 1.
3
Rys.1. Międzynarodowa skala kolorów i przebieg przemiany skrobi w cukry proste [10]
Banany w procesie dojrzewania wydzielają ciepło. Na skutek tego temperatura otoczenia,
w którym znajduje się ładunek wzrasta i dochodzi do dodatkowego przyspieszenia tempa ich
dojrzewania.
Dobrze dojrzały banan powinien charakteryzować się:
- Ŝółtym kolorem,
- połyskliwą powierzchnią skórki,
- miękkim ale zwartym miąŜszem,
- odpowiednim smakiem i aromatem.
2. Transport
2.1.
Przygotowanie do transportu
Aby ładunek przetransportowany został w optymalnym stanie zapewniającym powodzenie
u konsumentów, zrywane są niejadalne zielone owoce, o pełnym kształcie, bez odbarwień
słonecznych i uszkodzeń mechanicznych. Zerwana kiść dzielona jest na porcje po 5-8
bananów. Następnie banany są myte, dezynfekowane i zabezpieczane lakierem. Przed
załadunkiem waŜne jest zmycie naturalnej warstwy lateksu - Ŝywicy wytwarzanej przez
skórkę owocu - gdyŜ znacznie przyspiesza on fazę dojrzewania, co jest szczególnie
niepoŜądane w fazie transportu. Niedokładne zmycie lateksu powoduje powstanie w
niedoczyszczonych miejscach plam i rozpoczęcie procesu gnicia. Tak przygotowane banany
pakuje się do kartonów wyposaŜonych w otwory zapewniające swobodny przepływ
4
powietrza, a wewnątrz kartonu oddziela się je od siebie folią i papierem pakownym, aby nie
dochodziło do uszkodzenia ich skórki podczas przenoszenia kartonu. Banany muszą zostać
przetransportowane na statek i umieszczone w chłodniach w ciągu maksymalnie 36 godzin,
inaczej ich wartość handlowa znacznie spada. W związku z tym, Ŝe banany uprawiane są
tylko w rejonach okołorównikowych, do odbiorców na całym Świecie muszą one być
transportowane drogą morską. PodróŜ taka trwa około 10 do 20 dni. W tym czasie proces
dojrzewania powinien być zahamowany, aby nie okazało się, Ŝe w porcie wyładunkowym
banany są Ŝółte i nie nadają się do dalszego transportu drogą lądową. Spowolnienie procesu
dojrzewania bananów osiąga się poprzez zapewnienie odpowiedniego stanu powietrza w
ładowni. Wpływ na to mają takie parametry, jak:
- temperatura i dokładność jej utrzymania:
Powinna być utrzymywana na poziomie 13˚C z dokładnością do +/- 0,1K, gdyŜ
nawet niewielki jej wzrost moŜe spowodować przyspieszenie procesów
dojrzewania, które będą potem trudne do zahamowania, natomiast jej spadek
sprawia, Ŝe skóra owocu szarzeje;
- wilgotność względna:
Powinna być utrzymywana na poziomie 85-90%. Mniejsza wilgotność jest
przyczyną powstawania ususzki, natomiast większa stwarza korzystne
warunki dla rozwoju pleśni i drobnoustrojów oraz powoduje rozmiękczenie, a
przez to zniszczenie opakowań kartonowych;
- odpowiedni skład powietrza:
Ze względu na wydzielanie etylenu przez ładunek bananów, ładownie powinny
być dobrze wentylowane, aby nie doszło zainicjowania procesów dojrzewania
owoców na skutek obecności tego gazu.
2.2.
Transport bananów na statkach chłodniczych
Tradycyjnym sposobem transportu bananów jest przewoŜenie ich na statkach
wyposaŜonych w duŜe ładownie chłodzone, do których owoce ładowane są w kartonach
składowanych na paletach.
Rys. 2. Wyładunek transportu bananów z tradycyjnego statku chłodniczego [8]
Przygotowanie pomieszczeń ładunkowych obejmuje ich czyszczenie i mycie, a takŜe, gdy
jest taka potrzeba, dezodoryzację, dezynsekcję, dezynfekcję i deratyzację. Ładownia
5
powinna zostać schłodzona do temperatury +4˚C nie później niŜ 48 godzin przed
przewidywanym rozpoczęciem ich załadunku. Temperatura miąŜszu ładowanych bananów
wynosi ok. 30˚C, stąd teŜ w pierwszym okresie stosuje się intensywne ich chłodzenie
trwające ok. 24-36 godzin aŜ do momentu, gdy powietrze powracające z ładowni osiągnie
temperaturę nie wyŜszą niŜ 2˚C powyŜej wymaganej temperatury powietrza
doprowadzanego do ładowni.
W porcie przeładunkowym palety ładowane są do samochodów chłodniczych i wiezione
do punktów przechowywania i dojrzewania. JeŜeli w porcie przeładunkowym okaŜe się, Ŝe
skórka jest Ŝółta, to wówczas banan nie nadaje się do dalszego transportu i powinien zostać
szybko sprzedany lub zjedzony. Sposób ten jest o tyle niedoskonały, Ŝe podczas załadunku i
wyładunku na nabrzeŜu trudno jest zapewnić odpowiednią temperaturę i czystość powietrza,
a sam proces wyładunku pojedynczych palet jest czasochłonny.
2.3.
Transport bananów w kontenerach chłodzonych
Nowoczesnym sposobem transportu bananów, który zyskał w ostatnich latach duŜą
popularność jest ich przewóz w niewielkich kontenerach chłodzonych, które wymiarami
odpowiadają tradycyjnym kontenerom w transporcie morskim (rys.3).
Rys. 3. Okrętowy kontener chłodzony [9]
Kontenery tego typu wyposaŜone są w indywidualne agregaty chłodnicze. Dzięki temu nie
zachodzi konieczność stosowania rozbudowanego systemu chłodzenia obejmującego cały
statek, a kontenery takie mogą być przewoŜone takŜe tradycyjnymi statkami transportowymi.
6
Rys. 3. Transport bananów w okrętowych kontenerach chłodzonych [7]
Ponadto załadunek i wyładunek zamkniętego kontenera sprawia, Ŝe unika się wpływu
powietrza zewnętrznego na owoce podczas tych czynności. Dodatkową korzyścią jest
wygoda transportu takiego kontenera, który wystarczy umieścić na odpowiedniej naczepie i
przewieźć do odbiorcy.
Rys. 4. Wyładunek kontenera na naczepę [7]
Kontenerowy transport bananów nie jest jednak pozbawiony wad. Niewielkie agregaty
chłodnicze nie są w stanie zapewnić tak dobrej jakości powietrza w przestrzeni ładunkowej
jak duŜe systemy chłodzenia instalowane na tradycyjnych statkach transportowych.
7
3. Dojrzewalnie
Banan w stanie hibernacji dociera ze statku do dojrzewalni, gdzie uzyskuje poŜądane
właściwości handlowe i konsumpcyjne. Optymalny kolor załadunku owoców do dojrzewalni,
to 2-3 w prezentowanej na rysunku 1 międzynarodowej skali kolorów. WyróŜnia się róŜne
typy dojrzewalni: scentralizowane lub zdecentralizowane, z czujnikiem bananowym lub
powietrznym, przenośne (kontenerowe) lub stacjonarne, a ponadto takŜe dojrzewalnie
czystko chłodnicze i nowoczesne dojrzewalnie ciśnieniowe.
Obiekty te pozwalają zachować odpowiednie warunki do zapewnienia optymalnego
procesu dojrzewania:
- temperaturę, zaleŜną od stopnia dojrzałości i przyjętego rodzaju dojrzewania;
- ciągłą wentylację oraz równomierne warunki klimatyczne w całej dojrzewalni;
- skład atmosfery: odpowiednią zawartość tlenu, dwutlenku węgla, azotu, etylenu;
- wilgotność względną powietrza na poziomie ok. 90%.
Utrzymywanie tych parametrów na wymaganym poziomie jest łatwiejsze w przypadku
mniejszych pomieszczeń, dlatego nowoczesne dojrzewalnie składają się ze stosunkowo
niewielkich komór dojrzewalniczych. Ponadto mniejsze pomieszczenia pozwalają na dobór
odpowiednich parametrów w przypadku zróŜnicowanego stopnia dojrzałości bananów oraz
na sterowanie ich dojrzewaniem tak, aby mogły one być wypuszczane na rynek partiami. Do
kontroli mikroklimatu wewnątrz komór dojrzewalniczych słuŜą skomputeryzowane systemy
sterowania i kontroli, wyposaŜone w sensory monitorujące temperaturę, wilgotność i skład
atmosfery w pomieszczeniu. Program obsługujący dojrzewalnię dobiera parametry
mikroklimatu w taki sposób, aby owoce z danej komory dojrzewalniczej mogły osiągnąć
dojrzałość w określonym terminie.
3.1.
Obieg powietrza
Nowoczesne komory ciśnieniowe wyposaŜone są w blok chłodniczo-grzewczy
umieszczony w górnej części komory (rys.5). Na ustawione kartony opuszczana jest kurtyna,
która pozwala na utworzenie obiegu powietrza wymuszanego przez wentylatory. Dzięki temu
powietrze przemieszczające się od zewnętrznej przestrzeni między ścianą a kartonami przez
perforowane kartony do centralnej przestrzeni między dwoma rzędami palet z kartonami.
Przemieszczające się powietrze odbiera gromadzące się ciepło wydzielane przez
dojrzewające owoce. WaŜne jest sprawdzenie stanu kartonów przed załadowaniem owoców
do dojrzewalni, gdyŜ przepływ powietrza w uszkodzonych opakowaniach jest zaburzony i
moŜe to spowodować inne tempo dojrzewania w stosunku do pozostałej partii owoców. Taki
system chłodzenia pozwala na zmniejszenie róŜnicy między temperaturą nadmuchu, a
temperaturą powietrza powracającego do 0,5 K. Odpowiednie odprowadzenie ciepła od
owoców jest waŜne, aby uniknąć gniazdowego zagrzewania się owoców, czyli
przechodzenia ciepła z jednego kartonu na drugi i przyspieszania procesu dojrzewania w
sąsiednich kartonach.
8
Rys. 5. Dojrzewalnicza komora ciśnieniowa firmy Küba [6]
Stosowane są takŜe rozwiązania z blokiem chłodniczo-grzewczym w tylnej części komory.
3.2.
Temperatura procesu dojrzewania
Pomiar temperatury odbywa się za pomocą czujek umieszczonych w miąŜszu owocu lub
czujek powietrznych umieszczonych na wylocie z chłodnicy powietrza. WaŜne jest, aby w
początkowej fazie procesu dojrzewania, podnieść temperaturę powietrza w komorze w celu
podwyŜszenia temperatury wewnątrz owoców jeszcze przed wprowadzeniem etylenu.
Sterowanie temperaturą wewnątrz komory przebiega zgodnie z przyjętym programem w
zaleŜności od poŜądanego czasu, w jakim banany mają osiągnąć dojrzałość stan pełnej
dojrzałości.
Tabela 1. Schemat dojrzewania bananów wg firmy Chiquita [6]
WaŜne jest, aby owoców nie forsować poprzez stosowanie zbyt wysokich temperatur w
ciągu krótkiego czasu, aby ich miąŜsz nie stracił na jakości.
9
3.3.
Zastosowanie etylenu
Wprowadzenie etylenu do komory dojrzewalniczej pozwala na uzyskanie znacznego
przyspieszenia procesu dojrzewania bananów oraz bardziej równomiernego jego przebiegu.
Gaz ten do komory podawany jest jako mieszanina z azotem. Jego podawanie odbywa się,
gdy skórka bananów jest jeszcze zielona. Proces gazowania trwa ok. 24 godziny.
3.4.
Wymiana powietrza
System wymiany powietrza pozwala na utrzymanie odpowiedniego poziomu tlenu
potrzebnego do zapewnienia prawidłowego przebiegu procesów biochemicznych w
owocach. Ponadto konieczne jest usunięcie gazów niekorzystnie wpływających na owoce,
takich jak etylen wydzielany przez dojrzewające owoce czy dwutlenek węgla, którego poziom
powinien być jak najniŜszy i nie przekraczać 2%.
WaŜnym jest, aby dobrze wywietrzyć komorę po zakończeniu dojrzewania jednej partii
bananów, a przed załadunkiem kolejnej. WaŜne jest takŜe zachowanie pełnej szczelności
pomieszczenia aby wymiana powietrza zachodziła w sposób kontrolowany.
3.5.
Regulacja wilgotności
Aby dojrzałe owoce po procesie dojrzewania nie miały oznak ususzki czy zwiędnięcia,
konieczne jest utrzymywanie wilgotności na poziomie ok. 90%. NawilŜanie moŜe przebiegać
poprzez rozpylanie wody w powietrzu w postaci mgiełki. W przypadku zbyt duŜej zawartości
wody w powracającym powietrzu stosuje się substancje higroskopijne pochłaniające jej
nadmiar.
3.6.
Normy sanitarne
Przestrzeganie norm sanitarnych i duŜa czystość komory są szczególnie waŜne, gdyŜ
pozostały kawałek skórki banana moŜe być miejscem rozwoju mikroorganizmów i chorób.
Literatura
[1] Studziński A.: Eksploatacja chłodniowców. Wyd. TRADEMAR, Gdynia 2005.
[2] Filin S.: Podstawy technologii chłodniczej bananów. „Technika Chłodnicza i
Klimatyzacyjna”, 2003, nr 12.
[3] Gałkowski R.: Uwagi o transporcie i przechowywaniu bananów. „Technika Chłodnicza i
Klimatyzacyjna”, 1997, nr 4.
[4] Ulatowska I.: Dojrzewalnie bananów a unijne standardy jakości owoców. „Technika
Chłodnicza i Klimatyzacyjna”, 2005, nr 5.
[5] Materiały i katalogi informacyjne firmy Chiquita
[6] Materiały i katalogi informacyjne firmy Küba
[7] http://www.greatwhitefleet.com/
[8] http://www.citronex.pl/
[9] http://www.apl.com/equipment/html/equipment_specs_refrig.html
[10] http://www.iph-pl.com/dojrzewa.htm
10