Produkty przechowywane w komorach przechowalniczych i mroźniczych różnią się nie tylko temperaturami ich przechowywania ale i sposobem załadunku wynikającym z faktu, że warzywa i owoce w przechowalni to produkty żywe, zaś w mroźni zamrożone.

Komory przechowalnicze

Żywe produkty to produkty, w których zachodzą procesy życiowe w postaci zmian fizjologicznych i fizycznych związane z procesami życiowymi. Zmian tych nie można w żyjących warzywach zahamować, a jedynie można się starać je spowolnić. Podstawowe procesy życiowe istotne dla przechowywanych warzyw to oddychanie – pobierając z otoczenia tlen oraz spalając nagromadzone w nim substancje zapasowe (glukozy) powodują „ogładzanie” przechowywanych warzyw. Procesowi temu towarzyszy więc wydzielanie dwutlenku węgla, pary wodnej oraz ciepła. Tak więc przechowywane warzywa (owoce) w czasie przechowywania to źródła wydzielania ciepła. Intensywność tego procesu zależy od temperatury przechowywanych warzyw, co zostało opisane prawem Van’t Hoffa. Jak duży ma to wpływ na przechowywane produkty świadczy fakt, że zgodnie z tym prawem w warzywach w temperaturze +10°C następuje wzrost intensywności oddychania przechowywanych warzyw od 2,5 do ponad 4 razy w porównaniu z temperaturą 0°C. Trzeba jednak pamiętać, że tuż poniżej temperatury 0°C występuje temperatura krioskopowa, w której to w przechowywanych warzywach zamarza sok komórkowy, powstają kryształki lodu, niszcząc strukturę komórek. Krótko mówiąc warzywo „umiera” tracąc wygląd, smak i wartości konsumpcyjne. Dlatego też warzywa (owoce) dostarczane do przechowalni powinny być możliwie szybko schłodzone do temperatury przechowywania, ale bez używania zbyt niskich temperatur powietrza. Aby proces ten mógł przebiegać szybko stosuje się, w zależności od przechowywanych produktów, jeden z dwóch sposobów załadunku.

Załadunek bezciśnieniowy

Sposób pierwszy, nazywany bezciśnieniowy, polega na tym żeby towar został tak załadowywany do komory przechowalniczej, aby cyrkulujące powietrze omywało równomiernie cały dostarczony do komory produkt (Rysunek 1A [1] i 1B [2]).

Rys. 1. Sposób załadunku i system cyrkulacji powietrza w komorze przechowalniczej systemem bezciśnieniowym cyrkulacji powietrza. A – przekrój wzdłużny; B – rzut z góry

System ten powszechnie stosuje się dla większości warzyw i owoców. Zaletą tego systemu jest jego prosta budowa. Należy jednak przy załadunku zostawiać odpowiednią przestrzeń dla cyrkulującego powietrza. I tak, w komorze przechowalniczej należy:

• zostawiać wolną przestrzeń pomiędzy sfi tem a górną powierzchnią skrzyniopalet;
• pionowy kanał tłoczny wzdłuż ściany naprzeciw chłodnicy;
• pionowy kanał ssący znajdujący się na przeciwległej ścianie.

Ustawione w sztaple skrzyniopalety winny między rzędami sztapli zachować odstęp około 15 cm, umożliwiając w ten sposób poziomy przepływ powietrza pomiędzy kanałem tłocznym i ssawnym. Przepływające miedzy sztaplami zimne powietrze, w początkowym okresie przechowywania, schładza bezpośrednio i poprzez ściany skrzyniopalet produkt, jednocześnie przez cały okres przechowywania odbierając od niego wydzielane ciepło z procesu oddychania.

Rys. 2. Sposób załadunku i system cyrkulacji powietrza w komorze przechowalniczej systemem ciśnieniowym cyrkulacji powietrza: A – widok podczas załadunku; B – rzut z góry

Wskazane jest, by chłodnica powietrza była możliwie długa tak by strumień cyrkulującego powietrza możliwie jednakowo omywał wszystkie skrzyniopalety. Odstęp między sztaplami skrzyniopalet a ścianami bocznymi przechowalni winien być nieznacznie większy od odstępu między sztaplami skrzyniopalet ze względu na napływające przez ściany komory ciepło lub zimno. Wysokość sztapli skrzyniopalet jest podyktowana ich wytrzymałością, a ilość sztapli w rzędzie nie powinna być zbyt duża. Wydajność wentylatorów cyrkulacji powinna zapewniać 30÷40 recyrkulacji na godzinę w odniesieniu do pustej komory. Po załadowaniu komory i wychłodzeniu warzyw może ona być mniejsza o połowę, ale jej zasięg winien gwarantować nie powstawanie tzw. martwych stref w komorze przechowalniczej.

Załadunek ciśnieniowy

(...)

Inny sposób realizacji ciśnieniowego przechowywania warzyw przedstawia rys. 3. W systemie tym stosuje się palety skrzyniowe o ścianach litych i dnie ażurowym. Zimne powietrze chłodzące przechowywane warzywa jest wtłaczane przez wentylatory recyrkulacyjne do pionowego kanału. Do kanału tego podłączone są poziome kanały rozprowadzające powietrze utworzone przez spody skrzyniopalet. Powietrze przepływa przez ażurowe dno skrzyniopalety, przechowywane warzywa i wypływa przez okna wylotowe umieszczone w górnej części skrzyniopalety do przestrzeni komory przechowalniczej. System ten może być zasilany zimnym powietrzem zewnętrznym, jak również może wykorzystywać w okresach wysokich temperatur zewnętrznych tradycyjne urządzenie chłodnicze z chłodnicą powietrza umieszczoną nad stosem skrzyniopalet.

Rys. 3. Inne rozwiązanie przechowalni z ciśnieniowym systemem cyrkulacji powietrza [2]

W praktyce przechowalniczej, obok przechowywania warzyw w skrzyniopaletach, stosuje się też przechowywanie warzyw luzem. Przykład komory ciśnieniowej do przechowywania warzyw luzem przedstawia rys. 4. Wysokość tak składowanych warzyw sięga 3÷3,5 m. W rozwiązaniu tym chłodnica powietrza instalowana jest w przestrzeni nad przechowywanymi warzywami chłodząc powietrze, które następnie jest zasysane przez wentylatory cyrkulacji ciśnieniowej.

Rys. 4. Ciśnieniowe przechowywanie warzyw przechowywanych luzem

W okresie niskich temperatur zewnętrznych schładzanie warzyw odbywa się przy pomocy tzw. „wentylacji aktywnej” – przedmuchując zimne powietrze zewnętrzne lub zmieszane z powietrzem wewnętrznym. Dodatkowo instaluje się też nagrzewnice powietrza w celu dosuszania przechowywanego produktu (np. cebuli) [2].

Zaletą przechowywania warzyw z ciśnieniowym obiegiem powietrza jest jego przepływ przez przechowywane warzywa co powoduje, że ciepło oddychania warzyw jest bezpośrednio odbierane od przechowywanego produktu podczas całego okresu przechowywania. W celu właściwego eksploatowania przechowalni z systemem ciśnieniowym należy szczególną uwagę zwracać na dokładnym uszczelnieniem cyrkulującego powietrza. Wszelkie niedokładności powodują, że powietrze cyrkuluje poprzez nieszczelności, a nie poprzez przechowywane warzywa. Następuje wówczas wzrost temperatury produktu wskutek wydzielanego ciepła oddychania. To pociąga za sobą zwiększenie aktywności życiowej i jeszcze szybszy wzrost ich temperatury, co prowadzi do szybszego starzenia, a czasami nawet do gnicia.

Ciśnieniowe systemy chłodzenia są szczególnie popularne na statkach i w morskich kontenerach chłodniczych. Upakowane szczelnie kartony lub skrzynki z warzywami (lub owocami) w ładowniach lub komorach kontenerów zachowują się bardzo stabilne nawet podczas sztormowej pogody.

Komory mroźnie

(...)

Podsumowanie

Załadunek towaru to bardzo ważna czynność mająca bardzo istotny wpływ na przebieg procesu przechowywania. Nie wolno podczas załadunku zapomnieć, że cyrkulujące w komorze przechowalniczej czy mroźni powietrze to element łańcucha chłodniczego – a o mocy i jakości łańcucha świadczy zawsze jego najsłabsze ogniwo. Cyrkulujące powietrze, zgodnie z prawami fizyki, zawsze będzie „szukać” najłatwiejszej drogi. Dlatego, podczas całego procesu załadunku trzeba tak ustawiać ładowany produkt, by cyrkulujące powietrze musiało płynąć tam gdzie jest potrzebne, a nie tam gdzie jest mu łatwiej. W komorach przechowalniczych pracujących z systemem bezciśnieniowym praktykuje się więc malowanie na podłodze komory miejsc, gdzie należy ustawiać poszczególne skrzynio – palety i w jakiej kolejności. Codzienne doładowywanie komory (a trwa ono przez okres od 5 do 10 dni) powinno jednak wymuszać, aby powietrze cyrkulujące zawsze zmuszone było do omywania (chłodzenia) załadowanego produktu. W praktyce czasami spotyka się, że komora jest ładowana „od końca” co powoduje, że w początkowym okresie załadunku powietrze nie omywa załadowanych produktów, a jedynie cyrkuluje w wolnej przestrzeni komory. Dopiero po całkowitym załadunku komory, powietrze zaczyna cyrkulować w sposób właściwy. Warzywa (owoce), które były załadowane na początku ulegają samo podgrzaniu w okresie wypełnienia komory przechowalniczej, co w konsekwencji odbija się na ich jakości.

Przy załadunku komór przechowalniczych z ciśnieniową cyrkulacją powietrza bardzo ważna jest szczelność obiegu powietrza. Dlatego skrzyniopalety jak i kanały powietrzne oraz klapy powinny być w odpowiednim stanie technicznym. Skrzyniopalety z przechowywanymi produktami powinny zostać tak ustawione, by nie było żadnych odstępów pomiędzy nimi jak i elementami kanałów dystrybuujących powietrze. Już nieduże nieszczelności przekreślają prawidłową cyrkulację powietrza.

W przechowalni, gdzie warzywa są przechowywane luzem, ważne jest by podczas załadunku były one rozkładane równomiernie. Najczęstszym błędem jest ich usypywanie w jednym punkcie, co powoduje powstawanie miejscowych ognisk, w których zbiera się ziemia dostarczana do komory wraz z warzywami. Ogniska te to zaczątek wielu problemów z przechowywanymi produktami. Dlatego należy podczas załadunku stosować metodę ciągłego, równomiernego rozrzucania ładowanych warzyw po całej powierzchni komory przechowalniczej.

Czasami w okresie „klęski urodzaju” niektórzy przeładowują komory przechowalnicze, sztaplują „po sufit” i redukują przestrzeń między rzędami stosów palet, likwidując kanały tłoczne i ssawne. Skutkiem takiego załadunku bywa, że cały przechowywany towar ulega zniszczeniu.

W komorach mroźniach przechowywane produkty nie wydzielają ciepła. Dlatego też głównym zadaniem cyrkulującego powietrza jest odprowadzenie ciepła napływającego do komory mroźni przez izolację ścian, sufitu i podłogi. Cyrkulujące powietrze odprowadza też ciepło powstałe w komorze wskutek pracy wentylatorów, oświetlenia, pracy ludzi i sztaplarek podczas załadunku i rozładunku. Dla niektórych komór mroźni dodatkowo definiuje się jeszcze warunek domrażania przechowywanych produktów.

Należy więc w zakończeniu jeszcze raz podkreślić, że niedocenianie wpływu właściwego załadunku produktów tak w komorach przechowalniczych jak i mroźniach może powodować bardzo duże problemy z jakością produktów po okresie ich przechowywania.

mgr inż. Grzegorz MIZERA
Instytut Maszyn Przepływowych
im. Roberta Szewalskiego PAN

LITERATURA:
[1] F. ADAMICKI, Z. CZARKO: Przechowalnictwo warzyw i ziemniak. PWRiL Poznań, 2002.
[2] F. ADAMICKI, M. GRZEGORZEWSKA, E. BADEŁEK: Nowoczesne technologie dla sektora rolno-spożywczego przy ograniczonej emisji gazów cieplarnianych. Nr archiwalny: NEWTECH/POIG-IW./1.1.1/I – kw./2010.
[3] OMNIVENT – materiał ofertowy.
[4] M. MIERZWIŃSKI – prezentacja, Refrigeration GEA Grasso Sp. z o.o.
[5] A. MITTENZWEI – thermofin Gmbh, Chłodnictwo & Klimatyzacja Sierpień 2016 (8)