REFRIGERACIÓN DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS PARTE II

Transcripción

1 REFRIGERACIÓN DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS PARTE II

2 ATMÓSFERAS CONTROLADAS (AC) Y MODIFICADAS (AM) SON AMBIENTES QUE DIFIEREN DE LA ATMÓSFERA NORMAL (N 2 : 78%; O 2 : 21%; CO 2 : 0.03%) CON RESPECTO A LA COMPOSICIÓN Y CONCENTRACIÓN DE LOS GASES QUE LAS COMPONEN. CONSISTEN EN LA REMOCIÓN O ADICIÓN DE GASES QUE RESULTAN EN UNA COMPOSICIÓN QUE USUALMENTE INVOLUCRA LA REDUCCIÓN DE LOS NIVELES DE O 2 Y/O LA ELEVACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE CO 2.

3 DIFERENCIA ENTRE AC Y AM La única diferencia entre las AC s y las AM s es que las primeras pueden monitorearse y su composición y concentración de gases pueden controlarse con precisión, mientras que en las segundas no se puede ejercer dicho control de gases. El uso de las AC s o AM s debe ser considerado como un complemento al manejo de la temperatura y humedad relativa adecuados.

4 EL POTENCIAL DE BENEFICIO O RIESGO QUE CONSTITUYE EL USO DE AC s Y AM s DEPENDE DEL PRODUCTO HORTOFRUTÍCOLA, LA VARIEDAD, LA EDAD FISIOLÓGICA, LA COMPOSICIÓN ATMOSFÉRICA, LA TEMPERATURA Y LA DURACIÓN DEL PERÍODO DE ALMACENAMIENTO

5 ATMÓSFERA MODIFICADA CON CAMBIO DE COLOR (Dr. Andrew Mills)

6 GASES COMÚNMENTE UTILIZADOS PARA LA GENERACIÓN DE AC S Y AM S CO 2 CO C 2 H 4

7 EL PRETRATAMIENTO CON ALTAS CONCENTRACIONES DE CO 2 PUEDE SER UTILIZADO EN ALGUNAS FRUTAS PARA DISMINUIR SU METABOLISMO Y ASÍ, SOPORTEN LAS BAJAS TEMPERATURAS DE REFRIGERACIÓN. MÁS A MENUDO ES COMBINADO CON BAJAS CONCENTRACIONES DE O 2.

8 EL MONÓXIDO DE CARBONO (CO) Se utiliza, menos frecuentemente, en ocasiones muy limitadas como un componente de las AM s Para retrasar la decoloración marrón y para controlar la pudrición en algunos productos hortofrutícolas. EL ETILENO C 2 H 4 En los cuartos de maduración para madurar homogéneamente a algunos productos hortofrutícolas y para el desverdecimiento de algunos cítricos.

9 INSTALACIONES PARA EL ESTABLECIMIENTO DE ATMÓSFERAS CONTROLADAS Y MODIFICADAS Los cuartos se construyen de manera similar a los de refrigeración convencional, o sea, con barreras adecuadas de aislamiento, suficiente superficie fría que asegure alta humedad y circulación de aire dentro del cuarto para enfriar la fruta en un tiempo razonable. Los cuartos de AC requieren de una mayor hermeticidad, sobre todo si la atmósfera deseada se va a alcanzar en forma natural, sin emplear un sistema generador de gas.

10 HERMETICIDAD La forma más antigua y efectiva de lograr hermeticidad es colocando sobre las paredes y el techo un revestimiento de lámina galvanizada sellada al piso, cuidando que las juntas de las hojas metálicas queden bien selladas con laca, goma o brea. También se puede emplear mastique. Otra forma es mediante el uso de madera o poliuretano de alta y uniforme densidad.

11 CONSIDERACIONES A TOMAR SOBRE LA HERMETICIDAD DE LAS AC S Si la estructura que confiere hermeticidad se coloca en las paredes interiores del cuarto puede haber fuga de humedad y, en tal caso, el H 2 O se condensa en el espacio aislado, reduciéndose la eficiencia del aislamiento (el H 2 O conduce mejor al calor), y si la unidad empleada es de madera, se favorecen las pudriciones de la misma.

12 Es mejor colocar dicha estructura sobre las paredes externas y, de esta manera, actúa como barrera al vapor. Para comprobar que el cuarto tiene suficiente hermeticidad se puede generar un vacío de una pulgada de Hg. Si al cabo de una hora el vacío es de 1/5 ó 1/10 de su valor original se considera que el cuarto posee suficiente hermeticidad (equivalente a un cambio de aire por mes a cuarto vacío). Si el cuarto cuenta con un sistema generador de gas no se requiere de tanta hermeticidad.

13 IMPORTANTE DURANTE LA PRUEBA SE DEBE CHECAR LA TEMPERATURA Y PRESIÓN BAROSTÁTICA PARA EVITAR ERRORES.

14 SISTEMAS GENERADORES DE AC PROCESO TECTROL.- Consiste en eliminar el O 2 por combustión con gas propano y el exceso de CO 2 generado se elimina mediante absorbentes o adsorbentes y, de esta manera se introduce al cuarto, previo enfriamiento.

15 MÉTODO ATLANTIC RESEARCH CORPORATION Es un sistema que emplea un catalizador. El equipo consta de una bomba de aire, una sección de precalentamiento, una cama catalizadora y un enfriador.

16 MÉTODO ATLANTIC RESEARCH CORPORATION El catalizador se calienta a ºC con un calentador eléctrico para activarlo. El propano se introduce, la reacción comienza sobre el catalizador alcanzándose temperaturas de ºC. El CO 2 Se elimina de la misma manera que en el caso anterior.

17 ADICIÓN DE N 2 Es el método más simple de generación de una atmósfera deseada. Consiste en adicionar N 2 cada vez que se requiera y eliminar cantidades en exceso de CO 2.

18 A medida que el CO 2 se elimina del cuarto por absorción o adsorción y el O 2 se reduce por consumo en respiración debe permitirse la entrada de aire para mantener el mismo volumen. Cuando no se emplean adsorbentes líquidos el aire debe purificarse para evitar aromas desagradables del recipiente y la fruta. Las concentraciones de O 2 y CO 2 se checan constantemente, para lo cual existen analizadores automáticos

19 MÉTODOS PARA ELIMINAR EL CO 2 Colocación de sacos de Ca(OH) 2 en el interior del cuarto o en una cámara aislada a través de la cual se circula el aire. La conversión de Ca(OH) 2 a carbonato libera una pequeña cantidad de calor, por lo cual el aire debe enfriarse antes de alcanzar la fruta.

20 ABSORCIÓN EN H 2 O El aire proveniente del cuarto se pasa a través de un rocío de agua en el que el CO 2 se absorbe. El agua se expone al aire bajo en CO 2 hasta que se establece el equilibrio. Sin embargo, al exponer esta agua al aire externo, ésta absorbe más O 2, el cual es liberado en el cuarto, por lo que no es posible mantener muy bajas concentraciones de O 2.

21 ELIMINACIÓN DE CO 2 Absorción de agua con un álcali.- En este caso se emplea NaOH que pasa a carbonato y bicarbonato. Esta solución se recambia periódicamente. Proceso Sulzer.- Se coloca K 2 CO 3 En el cuarto el cual se reactiva pasando aire a través de él. Soluciones de Etanolaminas al 40%. - Se puede regenerar calentando a 110 C Para convertir el carbonato a bicarbonato. No es muy recomendable este método ya que es muy corrosivo.

22 Colocación de mallas moleculares de silicato de calcio y aluminio. Adición de carbón activado al cuarto de almacenamiento. Estos dos últimos métodos adsorben también vapor de agua, por lo cual debe cuidarse la humedad relativa. Con el uso reducen su capacidad readsortiva pero se reactivan con el calor.

23 ATMÓSFERAS CONTROLADAS DINÁMICAS (ACD) La atmósfera controlada dinámica (ACD) permite ajustar periódicamente los niveles de oxígeno de manera de mantenerlos en el mínimo tolerado por la fruta

24 ACD Las ACD nos permitirán modular el proceso de maduración de frutos climátericos, estimulando o retardando los cambios asociados, mediante la aplicación dinámica de los parámetros propios de la conservación en AC; temperatura, humedad relativa, [O2], [CO2] y posible acumulación de [C2H4] en función de los objetivos comerciales previstos. El control de estos parámetros, en la actualidad, es totalmente viable con las nuevas tecnologías en la regulación automática de procesos industriales.

25 ACD La técnica de atmósferas controladas dinámicas está basada en reducir el oxígeno al máximo, hasta el nivel inferior de tolerancia de la fruta. De esta forma la conservación se beneficia al máximo del potencial de las atmósferas controladas para disminuir el metabolismo y, en consecuencia, prolongar la calidad durante la conservación.

26 OBSERVADOR DE FRUTOS El almacenamiento a ínfimos niveles de O2 es buena idea para acabar con el escaldado. Puede prolongar la vida de almacenamiento sin mayor pérdida de calidad. Este sensor indica el momento en el que se ha alcanzado la mínima concentración de O2 en la fruta.

27 OBSERVADOR DE FRUTOS Este dispositivo puede monitorear también el estado de madurez y vida útil del fruto. Mide madurez, firmeza y defectos internos del fruto. Indica el momento en el que el fruto pierde su valor. Al venderse el producto en su momento oportuno se asegura su buen precio.

28 FRUIT OBSERVER (ILERFRED ) El Fruit Observer emite diversas radiaciones de luz, midiendo además de la fluorescencia de la clorofila otras condiciones de la fruta, la instalación debe de disponer de una computadora y de un software específico. Se instala en el techo de la cámara de atmósfera controlada.

29 OBSERVADOR DE FRUTOS A diferencia de otros sensores del mercado, el FRUIT OBSERVER Se puede utilizar para todo tipo de fruta, el color de la fruta no es impedimento - Mayor distancia entre la mercancía y el sensor, abarcando así mayor número de frutos - Se puede utilizar con la luz de la cámara encendida - Vigila los valores absolutos durante todo el período de conservación - Facilita más información del estado del fruto e incluso el tiempo estimado de vida

30 OBSERVADOR DE FRUTOS El equipo Fruit Observer, comercializado en España por ILERFRED, indica las condiciones fisiológicas de la fruta antes que sea visible al ojo desnudo. Mediante sensores desarrollados especialmente por la empresa Besseling, Fruit Observer observa la clorofila de la fruta sin intervención humana.

31 PROPIEDADES DE LA CLOROFILA La clorofila reacciona a los cambios en: temperatura, CO2, humedad, etileno y O2. Además, la actividad de la clorofila también cambia con la madurez del fruto.

32 MECANISMO DE ACCIÓN DEL OBSERVADOR DE FRUTOS A través de la medición de la actividad de la clorofila se puede: - Determinar la fase de maduración del fruto durante el almacenamiento de 4 a 6 semanas previo al momento de venta - Recibir una alarma si la fruta está padeciendo condiciones de estrés, para tomar las medidas apropiadas.

33 ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO ALMACENAMIENTO DE FRUTAS BAJO UNA PRESIÓN INFERIOR A LA ATMOSFÉRICA. REPORTADA POR PRIMERA VEZ EN 1966 POR BURG Y BURG, LOGRARON UN RETRASO EN LA MADURACIÓN DE LOS PRODUCTOS.

34 PRINCIPIO Con el vacío generado las concentraciones de O 2 se reducen y, por lo tanto, el ritmo respiratorio también. La producción de C 2 H 4 que se alcance a producir disminuye. El C 2 H 4 que se alcance a producir difunde desde el interior de la fruta y se elimina del almacén, así como otras substancias volátiles tales como ésteres de peso molecular bajo y aldehídos que pueden tener un efecto tóxico sobre las frutas a ciertas concentraciones.

35 CONSIDERACIONES A TOMAR EN CUENTA EN EL ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO Con esta técnica es necesario almacenar la fruta antes de que comience a generar grandes cantidades de C 2 H 4 ya que, por ejemplo, una manzana madura puede llegar a tener una concentración interna de 100 ppm ( /L). Bajo una presión de 0.1 atm su concentración se reduciría a 10 ppm ( /L) y no se retardaría su maduración.

36 Si la fruta se mantiene a temperatura alta la cantidad de C 2 H 4 que se produce es tan grande que no se obtendría ningún efecto benéfico por almacenamiento hipobárico. Debido a que con esta técnica se elimina mucho agua es necesario mantener la humedad relativa alta para evitar la desecación, por tanto, se introduce aire humidificado a las cámaras, a través de un burbujeo en agua tibia.

37 ETILENO EN LA TECNOLOGÍA POSTCOSECHA DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS CONSIDERACIONES TÉCNICAS

38 ETILENO La efectividad de este gas para alcanzar una maduración de los productos hortofrutícolas más rápida y uniforme depende de : TIPO DE FRUTA A TRATAR GRADO DE MADUREZ TEMPERATURA HUMEDAD RELATIVA CONCENTRACIÓN DE ETILENO DURACIÓN DE LA EXPOSICIÓN

39 En general, las condiciones óptimas para la maduración de los productos son: TEMPERATURA: 18 25ºC HUMEDAD RELATIVA: 90 A 95% CONCENTRACIÓN DE ETILENO: 10 A 100 ppm. DURACIÓN DEL TRATAMIENTO: 24 a 72 HS. (DEPENDIENDO DEL TIPO DE FRUTO Y ESTADO DE MADUREZ) CIRCULACIÓN DEL AIRE: SUFICIENTE PARA ASEGURAR LA DISTRIBUCIÓN DEL ETILENO DENTRO DE LA CÁMARA DE MADURACIÓN. VENTILACIÓN: INTERCAMBIOS DE AIRE ADECUADOS PARA EVITAR LA ACUMULACIÓN DE CO 2 LA CUAL REDUCE LA EFECTIVIDAD DEL C 2 H 4.

40 CANTIDAD DE ETILENO NECESARIA Se utilizan concentraciones menores en cámaras bien selladas que mantendrán la concentración de etileno, o en cámaras donde se utiliza el sistema de flujo continuo. Las concentraciones altas se utilizan en cámaras con fugas para compensar la caída en las concentraciones del gas durante el tratamiento.

41 PRECAUCIÓN LAS CONCENTRACIONES MAYORES DE 100 ppm NO ACELERAN EL PROCESO DE MADURACIÓN. LA ADICIÓN DE UNA DEMASIADO ALTA CONCENTRACIÓN DE ETILENO PUEDE CREAR UNA MEZCLA EXPLOSIVA DE AIRE GAS.

42 TEMPERATURA El control de la temperatura es crítico para lograr una buena maduración con etileno. TEMPERATURA ÓPTIMA: C. A menor temperatura se retrasa la maduración. A mayores temperaturas, por encima de los 25 C, se puede acelerar el crecimiento bacteriano y la pudrición. Por arriba de los 30 C se inhibe el proceso de maduración.

43 TEMPERATURA Los frutos que han sido almacenados en frío deben calentarse a 20 C para asegurar una maduración rápida. A medida que se dispara la maduración aumenta el calor derivado de la respiración de los frutos, por lo que se debe proporcionar a la cámara de maduración termostatos y un equipo de refrigeración para asegurarse de que el calor por respiración no caliente la pulpa al punto en que se inhiba la maduración.

44 SISTEMAS DE TRATAMIENTO CON ETILENO SISTEMA DE INYECCIÓN.- Se inyecta la concentración de etileno preestablecida a intervalos regulares. Las inyecciones pueden ser aplicadas por peso o por flujo utilizando un dispositivo que registra la descarga de etileno en pies cúbicos por metro.

45 SISTEMA DE INYECCIÓN La aplicación requerida de etileno se realiza ajustando el regulador para proporcionar una velocidad de flujo apropiada, sincronizando la provisión de gas. Cualquier tubería que conduzca al gas dentro de la cámara debe hacer tierra para evitar posibles descargas que provoquen ignición electrostática a grandes concentraciones de etileno.

46 SISTEMA DE FLUJO CONTINUO Se introduce el etileno a la cámara continuamente mediante un regulador de dos estados y pasando el etileno a través de una válvula medidora y un flujómetro. Se cambia el aire cada 6 horas.

47 EFECTOS INDESEABLES DEL ETILENO SENESCENCIA ACELERADA. INDUCCIÓN DE FISIOPATÍAS EN LAS HOJAS. FORMACIÓN DE ISOCUMARINAS. GERMINACIÓN. ABSCISIÓN DE HOJAS, FLORES Y FRUTOS. ENDURECIMIENTO DE ESPÁRRAGOS. INDUCCIÓN DE FISIOPATÍAS EN FRUTOS. FALLO EN EL DESARROLLO DE ALGUNAS FLORES.

48 ELIMINACIÓN DE ETILENO VENTILACIÓN REMOCIÓN QUÍMICA: PERMANGANATO DE POTASIO (KMnO 4 ) LÁMPARAS DE LUZ ULTRAVIOLETA. CARBÓN ACTIVADO O BROMINADO. OXIDANTES CATALÍTICOS. SISTEMAS BACTERIANOS CLORURO DE PLATA. ATMÓSFERAS CONTROLADAS (CO 2 ). ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO.

49 PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS

50 PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS MÍNIMAMENTE PROCESADOS Sometimiento de frutas y hortalizas a un proceso más leve que el procesamiento, que consiste en una selección, lavado, cortado, algunos son sometidos a una centrífuga, envasado, pesado, etiquetado con fecha probable de caducidad y el precio.

51 PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS

52 PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS

53 BUENAS PRÁCTICAS DE HIGIENE Y MANUFACTURA

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