Холодильное оборудование (установки) для хранения овощей и фруктов

Во время хранения в плодах и овощах происходят различные физические и физиолого-биохимические процессы, которые оказывают существенное влияние на их качество и сохранность. Эти процессы протекают в тесной взаимосвязи и зависят от природных свойств плодов и овощей, наличия повреждений, зрелости, качества товарной обработки, режима хранения и других факторов. В значительной мере процессы хранения являются продолжением процессов, происходящих в плодах и овощах во время их роста.

Но есть и принципиальное различие между ними: во время роста наряду с распадом органических веществ в плодах и овощах осуществляется синтез этих веществ, а в хранящихся объектах происходит главным образом их распад и расход с выделением энергии, необходимой для жизнедеятельности клеток.

Основными физическими процессами, происходящими в плодах и овощах при хранении в холодильных камерах, являются испарение влаги, выделение тепла, изменение температуры. Физический процесс испарения воды зависит от степени гидрофильности коллоидов, анатомического строения и состояния покровных тканей (толщина и плотность кожицы, наличие воскового налета), характера и степени поврежденности, влажности окружающей атмосферы, скорости движения воздуха, температуры хранения, степени зрелости, упаковки, сроков и способов хранения плодов и овощей и других факторов, в том числе от интенсивности аэробного дыхания, в процессе которого также образуется вода.

Выделение влаги плодами и овощами различно в разные периоды хранения; в начале хранения обычно наблюдается активное испарение воды (период послеуборочного дозревания), в средний период оно понижается, а в конце хранения вновь повышается вследствие приближении нового вегетационного периода. Перезревание плодов сопровождается усиленной влагоотдачей, так как по мере старения коллоидов понижается их гидрофильность. Как пониженная влажность, так и повышенная температура воздуха усиливают испарение воды. Однако в большинстве случаев на практике наблюдается увядание плодов и овощей, особенно при низкой влажности воздуха и усиленной вентиляции.

Длительное хранение большинства овощей и фруктов в холодильных установках и другом оборудовании при низких температурах, близких к 0° С, снижает интенсивность процессов внутриклеточного метаболизма, замедляет процессы дозревания и перезревания, снижает расход запасных веществ на дыхание, а также деятельность микроорганизмов. Но снижение температуры не может быть произвольным, так как при определенных низких температурах свежие плоды и овощи замерзают и могут погибнуть. Уровень температуры холодильной камеры должен находиться где-то близко к границе замерзания тканей плодов и овощей. Температура замерзания многих плодов и овощей в основном коррелируется с содержанием в них сухих веществ и находится в пределах от -1 до -2,5°С.

Так, средняя температура замерзания:

• Картофеля -1,2 °С;
• Капусты белокочанной -1,6 °C;
• Моркови и свеклы -1,6 °C;
• Лука-репки -1,78 °C;
• Яблок -2 °C;
• Винограда -3,8 °C;
• Вишни -3,5 °С.

Процесс замерзания плодов и овощей, помещенных в среду с отрицательной температурой (ниже 0 °С), имеет некоторые общие тенденции. Сначала температура в плодах и овощах падает ниже точки замерзания, но в течение некоторого времени кристаллы льда еще не образуются. Происходит так называемое переохлаждение тканей. Вода клеточного раствора при этом замерзает.

При переходе воды в лед выделяется скрытая теплота, и температура тканей сразу повышается, достигая определенной высшей очки (обычно до -0,7, -1,8 °С), на которой держится некоторое время, а затем начинает вновь снижаться. Эту высшую точку, о которой поднимается температура переохлаждения, называют температурой замерзания. Совершенно очевидно, что при хранении свежих плодов и овощей нельзя допускать их замерзания, которое приводит к разрушению структуры тканей продуктов и, как следствие, ограничениям их использования.

Процесс дыхания является основной формой взаимодействия с окружающей средой. Дыхание объективно отражает состояние плодов и овощей в данный период хранения. Биологическая роль дыхания состоит в том, чтобы обеспечивать живые ткани плодов и овощей энергией, необходимой для их жизнедеятельности. В процессе дыхания высвобождается энергия, накопленная плодами и овощами во время их роста и формирования в виде различных пластических веществ. Расход этих веществ в дыхании наряду с испарением влаги неизбежно сопровождается убылью массы плодов и овощей, поэтому такие потери называют естественными. Их можно снизить путем регулирования интенсивности дыхании и испарения влаги, что имеет важное практическое значение.

Условия, при которых в наилучшем состоянии сохраняется качество плодов и овощей, а процессы, происходящие в них, осуществляются нормально, называют оптимальными. Для каждого вида и даже отдельного сорта плодов и овощей существуют оптимальные условия хранения. Режим хранения включает следующие важнейшие факторы: температуру, влажность воздуха, обмен воздуха, состав газовой среды и свет. Температура для хранения большинства плодов и овощей должна быть на уровне около 0 °С. При низкой температуре энергия дыхания плодов и овощей заметно снижается, а следовательно, снижается расход органических веществ и уменьшаются потери влаги; кроме того, при 0 °С значительно ослабевает деятельность микроорганизмов. Но это не означает, что можно создавать произвольно низкую температуру; уровень температуры хранения обычно находится где-то близко к границе, но выше температуры замерзания тканей.

Однако такие плоды, как лимоны, мандарины, бананы, ананасы, картофель, хранят при температуре, значительно более высокой, чем точка замерзания; бананы - при температуре от 12 до 16 °С, а темпе ратура замерзания их тканей около -2 °С. Влажность воздуха существенно влияет на сохраняемость плодов и овощей. Поскольку плоды и овощи содержат много воды, то лучше было бы хранить их при влажности воздуха, близкой 100%. Однако очень высокая влажность воздуха благоприятна для развития микроорганизмов, и поэтому фрукты и овощи приходится хранить в холодильном оборудовании при относительной влажности воздуха в пределах от 70 до 95%.

Лишь овощную зелень, имеющую непродолжительные сроки хранения, удается хранить при влажности 97- 100% (путем непрерывного опрыскивания ее водой). Испарение даже небольшого количества воды, примерно 6-8%, вызывает их увядание. Поэтому оптимальная влажность воздуха должна быть достаточно высокой (85-95%). Однако некоторые овощи (репчатый лук, чеснок) хранят при пониженной влажности воздуха (70-80%). Источником влаги в хранилищах служат сами плоды и овощи, выделяющие влагу в атмосферу в результате испарения и аэробного дыхания, а также поступающий извне воздух и некоторые искусственные источники (бочки с водой, мокрый брезент, снег, внесенный в хранилище). Обмен воздуха означает его вентиляцию и циркуляцию.

Вентиляция - это поступление воздуха в хранилище извне; циркуляция — движение воздуха внутри хранилища вокруг плодов и овощей (т. е. внутренний обмен). Вентиляция необходима для создания определенной температуры, влажности и газового со става воздуха в складе. При хранении плодов и овощей в складах может накапливаться излишнее тепло и излишняя влага. Источниками тепла и влаги кроме дыхания и испарения являются также почва в некоторых складах и тепло, выделяемое при конденсации влаги в результате соприкосновения теплого воздуха с холодной крышей.

Различают вентиляцию естественную и принудительную, или механическую, к которой относят также активную вентиляцию.

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция действует по закону тепловой конвекции. Воздух, находящийся в массе картофеля, овощей и плодов, нагреваясь вследствие тепловыделения при дыхании, расширяется, делается легче и вместе с парами воды движется вверх и удаляется через вытяжные трубы или шахты, а холодный воздух, как более плотный и тяжелый, проникает в хранилище через приточные трубы, двери, люки, окна и каналы. Скорость движения воздуха, а следовательно, и эффективность вентиляции тем больше, чем выше разница температур удаляемого и поступающего воздуха и больше расстояние по высоте между вытяжных труб или шахты и приточным отверстием.

Принудительная вентиляция

Принудительная вентиляция, осуществляемая с помощью электровентиляторов, в том числе через массу продукции по методу активного вентилирования, позволяет регулировать температуру и влажность воздуха в крупных хранилищах более гибко при большой высоте загрузки и более эффективно с учетом вида хранимой продукции. При этом емкость хранилищ используется экономичнее, уменьшаются потери, удлиняются сроки хранения овощей и плодов.

Активная вентиляция

Активная вентиляция, по существу, означает усиленное равномерное периодическое проветривание (продувание) массы картофеля и овощей снизу вверх воздухом с определенными температурой, влажностью и скоростью. При этом наружный воздух можно подавать непосредственно в массу продукции, минуя воздух хранилища, или с подмешиванием их в умеренно-холодную погоду (частичная рециркуляция); при очень низкой температуре наружного воздуха вентиляцию можно проводить только воздухом хранилища (полная рециркуляция) или частичным подмешиванием наружного воздуха, но чтобы была требуемая температура смеси.

Может быть также использован специальный обогрев воздуха до оптимальной температуры и влажности или искусственное охлаждение и подача по воздуховодам кондиционированного воздуха. Кроме температуры, влажности и обмена воздуха важным фактором режима хранения плодов и овощей является состав газовой среды окружающего воздуха, а точнее, содержание в нем углекислого газа, кислорода и азота. Свет также оказывает воздействие на интенсивность ферментативных процессов. На свету усиливается, например, прорастание картофеля. Кроме того, свет способствует позеленению клубней и увеличению в них содержания соланина. Поэтому плоды и овощи, как правило, хранят в темноте.