REFRIGERACIÓN DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS

REFRIGERACIÓN DE LOS
PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS
PARTE II
ATMÓSFERAS CONTROLADAS (AC) Y
MODIFICADAS (AM)
• SON AMBIENTES QUE DIFIEREN DE LA
ATMÓSFERA NORMAL (N2: 78%; O2: 21%; CO2:
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 O2 Y/O LA ELEVACIÓN DE LA
CONCENTRACIÓN DE CO2.
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.
• 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
ATMÓSFERA MODIFICADA CON
CAMBIO DE COLOR (Dr. Andrew Mills)
GASES COMÚNMENTE UTILIZADOS PARA LA
GENERACIÓN DE AC’S Y AM’S
• CO2
• CO
• C2H4
• EL PRETRATAMIENTO CON ALTAS
CONCENTRACIONES DE CO2 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 O2.
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 C2H4 En los cuartos de
maduración para madurar
homogéneamente a algunos productos
hortofrutícolas y para el
desverdecimiento de algunos cítricos.
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.
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.
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 H2O se condensa en el
espacio aislado, reduciéndose la eficiencia del
aislamiento (el H2O conduce mejor al calor), y si la
unidad empleada es de madera, se favorecen las
pudriciones de la misma.
• 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.
IMPORTANTE
• DURANTE LA PRUEBA SE DEBE CHECAR
LA TEMPERATURA Y PRESIÓN
BAROSTÁTICA PARA EVITAR ERRORES.
SISTEMAS GENERADORES DE AC
• PROCESO TECTROL.- Consiste en eliminar
el O2 por combustión con gas propano y
el exceso de CO2 generado se elimina
mediante absorbentes o adsorbentes y,
de esta manera se introduce al cuarto,
previo enfriamiento.
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.
MÉTODO ATLANTIC RESEARCH
CORPORATION
• El catalizador se calienta a 200 – 210ºC con un
calentador eléctrico para activarlo. El propano se
introduce, la reacción comienza sobre el catalizador
alcanzándose temperaturas de 590 – 650ºC. El CO2 Se
elimina de la misma manera que en el caso anterior.
ADICIÓN DE N2
• Es el método más simple de generación
de una atmósfera deseada. Consiste en
adicionar N2 cada vez que se requiera y
eliminar cantidades en exceso de CO2.
• A medida que el CO2 se elimina del cuarto por absorción o
adsorción y el O2 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 O2 y CO2 se checan
constantemente, para lo cual existen analizadores
automáticos
MÉTODOS PARA ELIMINAR EL CO2
• 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.
ABSORCIÓN EN H2O
• El aire proveniente del cuarto se pasa a
través de un rocío de agua en el que el
CO2 se absorbe. El agua se expone al aire
bajo en CO2 hasta que se establece el
equilibrio. Sin embargo, al exponer esta
agua al aire externo, ésta absorbe más
O2, el cual es liberado en el cuarto, por lo
que no es posible mantener muy bajas
concentraciones de O2.
ELIMINACIÓN DE CO2
• 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 K2CO3 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.
• 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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
PRINCIPIO
• Con el vacío generado las concentraciones
de O2 se reducen y, por lo tanto, el ritmo
respiratorio también. La producción de
C2H4 que se alcance a producir disminuye.
El C2H4 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.
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 C2H4
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.
• Si la fruta se mantiene a temperatura alta la cantidad
de C2H4 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.
ETILENO EN LA TECNOLOGÍA
POSTCOSECHA DE LOS PRODUCTOS
HORTOFRUTÍCOLAS
• CONSIDERACIONES TÉCNICAS
•
•
•
•
•
•
•
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
• 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 CO2 LA CUAL REDUCE LA EFECTIVIDAD DEL C2H4.
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.
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.
TEMPERATURA
• El control de la temperatura es crítico para
lograr una buena maduración con etileno.
•
TEMPERATURA ÓPTIMA: 18 – 25°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.
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.
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.
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.
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.
EFECTOS INDESEABLES DEL
ETILENO
•
•
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•
•
•
•
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.
ELIMINACIÓN DE ETILENO
• VENTILACIÓN
• REMOCIÓN QUÍMICA:
– PERMANGANATO DE POTASIO (KMnO4)
– LÁMPARAS DE LUZ ULTRAVIOLETA.
– CARBÓN ACTIVADO O BROMINADO.
– OXIDANTES CATALÍTICOS.
– SISTEMAS BACTERIANOS
– CLORURO DE PLATA.
– ATMÓSFERAS CONTROLADAS (CO2).
– ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO.
PRODUCTOS MÍNIMAMENTE
PROCESADOS
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.
PRODUCTOS MÍNIMAMENTE
PROCESADOS
PRODUCTOS MÍNIMAMENTE
PROCESADOS
BUENAS PRÁCTICAS DE HIGIENE Y
MANUFACTURA