Wybrane problemy łańcucha chłodniczego bananów.

Wybrane problemy łańcucha chłodniczego bananów. Współczesne techniki zamraŝania - seminarium Prowadzący: Dr inŝ. Zenon Bonca Opracował: Piotr Maruszewski SUChiKl Gdańsk 28.11.2006

Spis treści: 1. Obróbka wstępna bananów... s.3 2. Transport...s.3 3. Dojrzewanie i dojrzewalnie..s.4 4. SprzedaŜ i handlowe stopnie dojrzałości bananów....s.10 5. Wnioski... s.11 6. Literatura s.11 2

1. Obróbka wstępna: Koniecznym warunkiem dojrzałości i dobrego smaku bananów, dostarczanych na lady sklepowe, jest ich zbiór w okresie, kiedy są jeszcze całkowicie zielone. Banany dojrzewają bardzo szybko i zebrane później w ogóle nie nadają się do transportu. Do połowy lat 60-tych ogromne kiście bananów przewoŝono w całości i w takiej postaci trafiały one do hurtowników. Obecnie na kaŝdej plantacji znajduje się tzw. punkt pakowania, gdzie banany sortuje się ze względu na kształt i wielkość. Owoce powinny być zdrowe, pełne i twarde, koloru zielonego bez odbarwień słonecznych i uszkodzeń mechanicznych. Muszą być to owoce o długości nie mniejszej niŝ 14 cm (mierzone w linii prostej), powinny mieć łodygi równo ścięte i czyste, bez śladów zgnilizny i pleśni. Do eksportu nie są dopuszczane owoce nie odpowiadające ustalonym wzorcom i są one kierowane do sprzedaŝy na wewnętrznym rynku kraju producenta lub przeznaczane na paszę dla bydła. Po dokładnym sortowaniu, oddzielone mniejsze kiście bananów moczy się w wodzie w celu ich oczyszczenia z warstwy lateksu, czyli naturalnej Ŝywicy wytwarzanej przez skórkę owocu. Lateks sprzyja znacznemu przyspieszeniu dojrzewania, co nie jest wskazane w czasie transportu, kiedy proces ten powinien być zahamowany. Jeśli lateks nie zostanie całkowicie zmyty, to na skórce w tych miejscach pojawiają się ciemne plamy i rozwinie się proces gnicia. Po takim oczyszczeniu kiście bananów, zawierające od 4 do 8 owoców, waŝy się, pakuje w kartonowe pudełka i przewozi do portu. Proces dojrzewania bananów rozpoczyna się zaraz po ścięciu kiści z palmy. Dlatego tak waŝną rolę odgrywają początkowe fazy ich obróbki i transportu bez chłodzenia, których długotrwałość usiłuje się jak najbardziej ograniczyć. Banany powinny być dostarczone na statek-bananowiec w ciągu 36 godzin. W przeciwnym wypadku ich wartość konsumpcyjna gwałtownie spada. 2. Transport: Podczas przewoŝenia bananów dąŝy się do tego, aby jak najbardziej spowolnić proces ich dojrzewania, Ŝeby zachować moŝliwość kontrolowania tego procesu w dojrzewalniach. Przed przyjęciem bananów ładownie na statku powinny być odpowiednio przygotowane. Przygotowanie to obejmuje następujące czynności: czyszczenie pomieszczeń, mycie pomieszczeń, zabiegi specjalne w przypadkach koniecznych, takie jak: dezodoryzacja (usuwanie obcych zapachów), dezynsekcja (likwidacja szkodliwych owadów: much, komarów i szkodników rolnych), dezynfekcja (likwidacja nosicieli chorób zakaźnych), deratyzacja (likwidacja gryzoni). Na chłodniowcach wyposaŝonych w ozonatory dezodoryzacja i dezynfekcja moŝe być przeprowadzona za pomocą ozonu. Ładownie statków przed przyjęciem ładunku schładza się do temperatury +4 C. Chłodzenie wstępne ładowni naleŝy rozpocząć nie później niŝ 48 godzin przed przewidywanym rozpoczęciem ich załadunku. W trakcie wstępnego schładzania, w ciągu kaŝdej doby naleŝy włączać ozonatory na okres 6-8 godzin, które naleŝy wyłączyć co najmniej na 6 godzin przed otwarciem ładowni przed załadunkiem. 3

Temperatura miąŝszu ładowanych bananów sięga około 30 C, natomiast temperatura ich przewozu kształtuje się na poziomie13 C. W związku z tym naleŝy jak najszybciej usunąć ciepło z ładowni, co zwykle trwa około 24-36 godzin. Za koniec procesu schładzania bananów uznaje się moment, gdy powietrze powracające z ładowni osiągnie temperaturę nie wyŝszą niŝ 2 C powyŝej wymaganej temperatury powietrza doprowadzonego do ładowni. Optymalne warunki przewozu bananów to: czas transportu od 16 do 20 dni, temperatura transportu + 13 C, cyrkulacja powietrza w ładowniach powinna wynosić 90 razy na godzinę, ilość wymian świeŝego powietrza od 0,8 do 2 razy na godzinę, dokładność utrzymania temperatury powietrza tłoczonego przez wentylatory powinna wynosić ±0,1 o C, wilgotność względna 85-90%, średnia róŝnica temperatur między powietrzem przepływającym przez chłodnicę, a średnią temperaturą powierzchni oŝebrowanej chłodnicy powinna spełniać warunek: t = (t p t pŝ ) = (2 3) [K], gdzie: t p = 0,5 (t pl - t p2 ) [ o C], t p1 - temperatura powietrza na wlocie do chłodnicy, t p2 - temperatura powietrza na wylocie z chłodnicy, w powietrzu zawartość CO 2 nie powinna przekroczyć 4-5% Pomiar temperatury miąŝszu bananów realizowany jest automatycznie przez szereg czujek wbitych w owoce. Przekazują one sygnały temperaturowe do mikroprocesora znajdującego się w głównym panelu sterowania. Układ ten reaguje na zmiany temperatury z dokładnością do 0,1 C. Jest on częścią systemu sterowania urządzeniami chłodniczymi i wentylacyjnymi i pracuje według określonego wcześniej programu. 3. Dojrzewanie i dojrzewalnie: Proces dojrzewania bananów przeprowadzany jest w tzw. dojrzewalniach, znajdujących się na terenie kraju, w którym owoce mają być wprowadzone na rynek. Dojrzewalnie te są specjalnymi obiektami wyposaŝonymi w szczelne komory, instalacje chłodnicze, wentylacyjne, grzewcze oraz zespół aparatury kontrolno-pomiarowej. Zielone owoce umieszcza się w gazoszczelnych komorach. Najczęściej układane są kartony w kilku rzędach na drewnianych paletach, chroniących je przed wilgocią oraz zapewniających przepływ powietrza. Tak załadowaną komorę zamyka się, umieszczając uprzednio w owocach od 4 do 6 czujek temperaturowych. W zaleŝności od zapotrzebowania ustala się temperaturę wyjściową dojrzewania, od której zaleŝy czas uzyskania Ŝądanej dojrzałości bananów. Gdy temperatura ta osiągnie wartość o około 2 C wyŝszą od wyjściowej, komorę uszczelnia się, a następnie wprowadza do niej gaz dojrzewalniczy. Gazem tym jest etylen, który pobudza i przyspiesza proces zmian enzymatycznych, jakie zachodzą w okresie dojrzewania. Etylen wprowadzany jest w ilości uŝytecznej do l % pojemności komory, czyli 1g na kaŝdy 1 m 3 komory. Proces gazowania owoców trwa około 24 godziny. Podawanie na wstępie procesu dojrzewania etylenu jest traktowane jako inicjator tego procesu. Po upływie 24h komora jest wentylowana świeŝym powietrzem o załoŝonej temperaturze. Przez kolejne dni dojrzewania owoce podlegają ścisłemu nadzorowi. Komorę naleŝy wówczas wentylować w celu odebrania ciepła wytwarzanego w tym czasie przez banany. W całym procesie 4

dojrzewania waŝne jest, aby owoców nie forsować tzn. nie stosować wysokich temperatur w ciągu krótkiego okresu czasu, poniewaŝ po trzech dniach powoduje to zmianę zabarwienia skórki, a miąŝsz traci wyraźnie na jakości. WaŜnym zagadnieniem jest takŝe dokładność pomiaru temperatury. Pomyłka o 1 C w dół oznacza opóźnienie procesu dojrzewania o jeden dzień, a o l o C w górę oznacza przyspieszenie dojrzewania o jeden dzień. Wobec takiej niedokładności pomiaru, sumaryczna róŝnica wynosi 2 dni, tj. dla sześciodniowego cyklu dojrzewania 33%. Z tego względu wskazania czujników naleŝy sprawdzać okresowo termometrem wzorcowym, np. rtęciowym, o działce elementarnej 0,l o C. Przykładowy zakres temperatur dla bananów z gatunku Cavendish: temperatura wynosi 10 C - niebezpieczeństwo schłodzenia bananów, temperatura wynosi 13-15 oc - schładzanie bananów zielonych, temperatura wynosi 16-18 C - wolne dojrzewanie, temperatura wynosi 17-19 C - normalne dojrzewanie, temperatura wynosi 21 o C - szybkie dojrzewanie, temperatura wynosi 24 C - niebezpieczeństwo zaparzenia i spalenia bananów. Rys. 1 Schemat dojrzewania bananów wg firmy Dole Dojrzewalnie Zadania dojrzewalni: - utrzymywanie odpowiedniej temperatury w kaŝdej fazie przechowywania - utrzymanie odpowiedniej wilgotności - właściwe przewietrzanie 5

- moŝliwość podawania etylenu (w celu przyspieszenia dojrzewania i uzyskania atrakcyjnego koloru) - stworzenie warunków imitujących klimat subtropikalny Na całym świecie wykorzystuje się dwie podstawowe technologie budowy dojrzewalni, róŝniące się organizacją ruchu powietrza w komorze: czysto chłodnicza (Rys. 2) i tzw. "ciśnieniowa". W tej drugiej metodzie cyrkulację powietrza osiąga się przez jego wtłaczanie lub odsysanie. Chłodnica powietrza posiada w tym przypadku dwie grupy wentylatorów: tłoczące (główne) i ssące (pomocnicze) (Rys. 3). Rys2 Widok ogólny komory chłodniczej do dojrzewania bananów, pracującej według klasycznej technologii chłodniczej. 6

Rys. 3 Rysunek poglądowy dojrzewalni ciśnieniowej. Podstawową, widoczną juŝ na pierwszy rzut oka cechą rozróŝniającą omawiane obiekty jest układ przestrzenny rozmieszczenia palet w komorze jednorzędowy (spotykany na przykład w tak zwanych dojrzewalniach kontenerowych) lub dwu i wielorzędowy. Równie łatwo zauwaŝalna jest ilość pięter dojrzewalni. Spotyka się komory jedno, dwu, a nawet trzykondygnacyjne (rys.4). 7

Rys.4 Dojrzewalnia bananów typu Intero. 8

Konsekwencją zastosowania odmiennych układów przestrzennego ułoŝenia palet w pomieszczeniach dojrzewalniczych poszczególnych typów jest zróŝnicowany kierunek wymuszonego obiegu powietrza, a co za tym idzie, takŝe sposób jego zapewnienia. Tak więc, w komorach typu piętrowego, montowane są bloki wentylatorowych chłodnic powietrza biegnące wzdłuŝ sufitu, równolegle do dłuŝszej ściany pomieszczenia. Podobny układ mają specjalne poduchy zapewniające wymaganą szczelność, które wraz z rękawami umieszczonymi przy drzwiach powodują, Ŝe wentylatory wymuszają obieg powietrza infiltrujący palety z owocami. Odmienne rozwiązanie znalazło zastosowanie w dojrzewalniach typu Cool Care. W tym przypadku wentylatory zasysają powietrze z korytarza między paletami, tłocząc je do przestrzeni między folią uszczelniającą a sufitem. Stamtąd powietrze przepływając przez przestrzeń między paletami a ścianą (boki palet nie są osłonięte przez folię) i otwory w kartonach z owocami, ponownie dostaje się do korytarza. Rys.5 Dojrzewalnia bananów typu Cool Care. Kolejnym typem dojrzewalni, jaki ze względu na budowę moŝna wyróŝnić dojrzewalnia kontenerowa. Charakteryzuje się ona stosunkowo niewielką pojemnością 9 palet, co moŝe być postrzegane zarówno jako wada, jak i zaleta (w zaleŝności od, załoŝonego na etapie projektowym miesięcznego zapotrzebowania na dojrzałe owoce). Niewątpliwym atutem tego rozwiązania jest nieskomplikowany montaŝ oraz moŝliwość szybkiego transportu urządzenia do miejsca jego uŝytkowania. 9

4. SprzedaŜ i handlowe stopnie dojrzałości bananów: Jedną ze szczególnych cech bananów przechowywanych w kontrolowanej atmosferze jest ich niska odporność na zmiany warunków przechowywania. Oznacza to w praktyce, Ŝe partia bananów opuszczająca przechowalnię i trafiająca na rynek moŝe leŝeć na ladzie bez chłodzenia nie więcej niŝ 48 godzin, a dojrzałe owoce - tylko 24 godziny. Opracowano międzynarodową skalę barw bananów (rys.6), określającą stopień ich dojrzałości. Większość klientów woli kupować banany z kolorem nr 5. Rys. 6 Przewodnik kolorów bananów firmy Turbana 1. Banan całkowicie zielony bardzo twardy z małą zawartością cukru, natychmiast po dostarczeniu do magazynu powinien być umieszczony w dojrzewalni, temperatura miąŝszu powinna być ustabilizowana w przedziale temperatur wymaganym do rozpoczęcia procesu dojrzewania, odpowiedni czas na wprowadzenie etylenu, w celu zapewnienia równomiernego dojrzewania; 2. Banan jasno zielony faza rozpoczynająca proces dojrzewania bananów w dojrzewalni, owoc staje się mniej twardy, podczas gdy skrobia zaczyna się przemieniać w cukier, rozpoczął się proces dojrzewania i banany zaczynają generować ciepło, które musi być usunięte, aby kontrolować ten proces; 10

3. Banan bardziej zielony niŝ Ŝółty w dojrzewalni, po ekspozycji cieplnej, owoc staje się bardziej miękki, generuje spore ilości ciepła, które musi być odprowadzone, rekomendowana sprzedaŝ detaliczna, wybór klientów: zakup około 2%, spoŝycie około 4%; 4. Banan bardziej Ŝółty niŝ zielony optymalny kolor dostarczany do sklepów, po dostarczeniu do sklepów banany powinny być poddane kontroli temperatury miąŝszu, wymagają one delikatnej obsługi, powinny być wystawiane na półkach z miękkimi podkładkami, wybór klientów: zakup około 26%, spoŝycie około 12%; 5. Banan Ŝółty z zielonymi końcówkami - zielony kolor tylko na końcach Ŝółtych owoców, faza preferowana przez klientów, utrzymuje się w warunkach domowych przez około 3 4 dni, zanim osiągnie kolor 7, owoce powinny być przechowywane w otwartych i wentylowanych kartonach, gdyŝ w przeciwnym razie zachodzi szybka zmiana koloru, temperatura powinna wynosić 58 stopni Farenheita, wybór klientów: zakup około 41%, spoŝycie około 36%; 6. Banan całkowicie Ŝółty miękki owoc o słodkim smaku, powinien być eksponowany na stoisku, nie w magazynie, utrzymuje się w warunkach domowych około 2 3 dni zanim osiągnie kolor 7, wybór klientów: zakup około 23%, spoŝycie około 36%; 7. Banan całkowicie Ŝółty z cukrowymi plamami brązowe plamki oznaczają duŝą zawartość cukru, banan zwykle sprzedawany taniej, w celu uniknięcia strat z powodu zepsucia, nie powinien być przechowywany razem z mniej dojrzałymi owocami, przez niektórych preferowany ze względu na swój słodki smak, wybór klientów: zakup około 9%, spoŝycie około 14%. 5. Wnioski: Dojrzewanie bananów to proces bardzo czuły na zmiany parametrów pomieszczenia, niezbędne staje się budowanie kosztownych systemów automatyki chłodniczej w dojrzewalniach, konieczność utrzymania parametrów w bardzo wąskim przedziale powoduje znaczny wzrost kosztów tego rodzaju budynków. W obecnych czasach dąŝy się do wyeliminowania duŝych dojrzewalni z łańcucha dostawy bananów. W celu minimalizowania kosztów producenta, a co za tym idzie spadku cen bananów dla konsumenta, proponuje się, aby odbiorcy prowadzili dojrzewanie bananów we własnych niewielkich dojrzewalniach, spowoduje to zmniejszenie kosztów dojrzewania bananów oraz zmniejszenie kosztów transportu. Taka system ze względu na konieczność budowy własnych niewielkich dojrzewalni jest uzasadniony dla większych odbiorców jak hipermarkety. 6. Literatura: [1] Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna 12/2003 [2] Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna 5/2005 [3] Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna 4/1997 11