Współczesne techniki zamrażania Nowoczesne technologie transportu, przechowywania i dojrzewania bananów Przemysław Michalik SUChiK Gdaosk, 10.02.2009
Spis treści 1. Banan charakterystyka... 3 2. Nowoczesna koncepcja handlu bananami... 6 3. Dojrzewalnie... 7 3.1 Do głównych zadao dojrzewalni należą:... 7 3.2 Dojrzewalnie możemy podzielid na:... 8 4. Transport... 10 Literatura:... 12 2
1. Banan charakterystyka Banan to rodzaj obejmujący ok. 35 gatunków potężnych bylin. Jest to roślina klimatu gorącego (temperatura powyżej 20 C), jednostajnie wilgotnego (opady 2000mm) uprawiana dzięki nawadnianiu (też na obszarach o suchych porach roku). Nie lubi wiatru ze względu na słabe łodygi. Najlepszymi glebami do uprawiania bananowca są gleby drobnoziarniste, piaszczysto gliniaste, dobrze odwodnione i napowietrzone. Główne rejony upraw to: - Ameryka Środkowa - Ameryka Południowa (Brazylia, Ekwador, Wenezuela, Kolumbia) - Zachodnie wybrzeże Afryki i rejon Zatoki Gwinejskiej - Azja pł. - wsch. (Indie, Chiny, Filipiny, Kambodża, Wietnam, Indonezja) - Wyspy morza Karaibskiego - Płn. wsch. Australia 3
Wartości odżywcze bananów: Witaminy Związki mineralne Białko 1g Potas 400mg Witamina A 350mg Sód 54mg Witamina B1 70mg Wapo 100g Witamina C 12mg Magnez 32mg Ryboflawina 0.6mg Mangan 0.64mg (to sporo) Witamina E 0.37mg Żelazo 10mg (b.dużo) 5 razy więcej witaminy B6 niż w innych produktach spożywczych Fosfor 70mg Oprócz wyżej wymienionych banany zawierają wiele innych witamin oraz związków mineralnych. Poszczególne gatunki bananów mają owoce różniące się wielkością, kształtem, barwą skórki i miąższu oraz zawartością skrobi. W tropikach rośliny te uprawia się przede wszystkim jako źródło skrobi. Z gatunków typowo skrobiowych wyrabia się mąkę do produkcji chleba. Banany najczęściej jada się tam zanim dojrzeją ugotowane lub upieczone. Towarem eksportowym są natomiast banany słodkie, pochodzące od banana rajskiego. Miąższ banana jest twardy lecz z czasem mięknie i staje się słodki. Owoce są nietrwałe i dlatego zbiera się je gdy są zielone i transportuje w chłodniach, przy czym na miejscu przeznaczenia dojrzewają w dojrzewalniach i dopiero po procesie dojrzewania trafiają do konsumenta. 4
Proces dojrzewania bananów można podzielid na następujące fazy: 1. Faza preklimakteryczna po ścięciu banana proces dojrzewania zostaje gwałtownie zahamowany, a następnie stabilizuje się na niewielkim poziomie (czas jej trwania zależny jest od stopnia dojrzałości owoców oraz temperatury wyższa ułatwia wydzielanie CO2 i etylenu, a to dodatkowo przyspiesza przebieg tej fazy). 2. Faza klimakteryczna właściwy okres dojrzewania bananów, następuje zwiększone wydzielanie etylenu CO2 i ciepła, w tym okresie banany zmieniają wygląd. Czas trwania fazy zależny od temperatury (im wyższa tym faza krótsza 31C 2 dni, 12C - 12 dni). 3. Faza postklimakteryczna pełna dojrzałośd konsumpcyjna bananów. Ze względu na krótki czas dojrzewania bananów istnieje koniecznośd zrywania owoców zielonych, aby umożliwid sterowanie procesem dojrzewania w pobliżu odbiorcy. Rozpoczynając proces dojrzewania owoców konieczne jest podwyższenie temperatury (w komorach wacha się ona między 14.5 a 18C przez 4-5 dni). Rolę wiodącą w owym procesie odgrywa etylen, gaz spożywczy, produkowany przez banany w warunkach naturalnych, jednakże w ilościach znacznie mniejszych niż te, które dostarczane są do komór dojrzewalniczych. Zwiększona dawka etylenu przyśpiesza proces dojrzewania, co ma ogromne znaczenie dla handlu. Istotą dojrzewania jest nie tylko zmiana koloru skórki, lecz także rozbicie skrobi na cukry, co ma fundamentalny wpływ na smak owoców. W bananach zielonych stosunek skrobi do cukrów wynosi 20:1 podczas gdy w bananach żółtych proporcje te ulegają całkowitej zmianie i wynoszą 1:20. Przeciętny okres kontrolowanego dojrzewania wacha się od 4 do 8 dni w zależności od programu wybranego przez daną dojrzewalnię. 5
Programy dojrzewania 2. Nowoczesna koncepcja handlu bananami Polega na współpracy z dużymi odbiorcami owoców (zapotrzebowanie powyżej 6000 kartonów bananów tygodniowo). Możliwym staje się ulokowanie komór dojrzewalniczych na terenie odbiorcy, co jest korzystne dla producenta (stali odbiorcy zaopatrywani w zielone owoce, pominięcie dojrzewania na własny koszt, jednokrotny rozładunek i załadunek, poprawa jakości owoców). 6
3. Dojrzewalnie 3.1 Do głównych zadań dojrzewalni należą: - Utrzymanie odpowiedniej temperatury - Utrzymanie odpowiedniej wilgotności (ok. 90%) - Utrzymanie określonego składu powietrza (tlen CO2 dozowanie gazowego etylenu itp.) - Zapewnienie wymaganej krotności wymian powietrza Stworzone warunki imitują klimat subtropikalny. Warunki klimatyczne musza zostad zapewnione w sposób równomierny w całej przestrzeni dojrzewalni. Do dojrzewalni należy wkładad banany o jednakowym stopniu dojrzałości, bez uszkodzeo mechanicznych ani oznak procesów gnilnych. Owoce przechowuje się w papierowych kartonach z otwartym bądź podziurawionym workiem polietylenowym jest to podstawa zapewnienia swobodnej wymiany gazowej i cieplnej. Kartony z owocami układane są w kilku rzędach na drewnianych euro paletach. Załadowaną komorę zamyka się drzwiami segmentowymi lub bramowymi umieszczając wcześniej w losowo wybranych owocach czujki temperaturowe. 7
3.2 Dojrzewalnie możemy podzielić na: - Układy komór scentralizowane lub zdecentralizowane - Z czujnikiem bananowym lub powietrznym - Dojrzewalnie przenośne (kontenerowe) lub stacjonarne - Przeznaczone wyłącznie do bananów oraz uniwersalne Podstawowe typy dojrzewalni (różniące się organizacją ruchu powietrza w komorze): - Konwencjonalna czysto chłodnicza - Ciśnieniowa cyrkulację powietrza osiąga się przez jego wtłaczanie bądź odsysanie Większośd dojrzewalni zbudowana jest z mniej lub bardziej powiązanych ze sobą bloków. Układ taki jest korzystny ze względów technologicznych, ekonomicznych oraz funkcjonalnych. Dojrzewalnie mogą zostad wykonane w układzie jednorzędowym, lub dwu i wielorzędowym o różnej liczbie kondygnacji. 8
Konsekwencją zastosowania odmiennych układów przestrzennego ułożenia palet w pomieszczeniach dojrzewalniczych różnych typów jest zróżnicowany kierunek wymuszonego obiegu powietrza, a co za tym idzie także sposób jego zapewnienia. W komorach typu piętrowego montowane są bloki wentylatorowych chłodnic powietrza biegnące wzdłuż sufitu, równolegle do dłuższej ściany pomieszczenia. Podobny układ mają specjalne poduchy zapewniające wymaganą szczelnośd które wraz z rękawami umieszczonymi przy drzwiach powodują że wentylatory wymuszają obieg powietrza infiltrujący palety z owocami. Odmienne rozwiązanie występuje w dojrzewalni 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 przestrzeo między paletami a ścianą i otwory w kartonach z owocami ponownie dostaje się do korytarza. Rys.10 Rysunek poglądowy dwukondygnacyjnej dojrzewalni ciśnieniowej *10+. 9
Opis oznaczeo: 1-dwie wentylatorowe chłodnice powietrza. W zależności od obciążenia pomieszczenia mogą pracowad obie lub tylko jedna z nich; 2-podwójne wężownice są nieosłonięte, by ułatwid czyszczenie; 3-centralny kanał rozprowadzający, demontowany dla potrzeb serwisu wentylatorów; 4-elastyczny kołnierz zabezpieczający kanały i chłodnice przed przemieszczeniem; 5-górne i dolne stalowe, galwanizowane panele uszczelniające. Pełnią rolę materiałowych, nieprzepuszczalnych nakryd spotykanych w innych rozwiązaniach; 6-galwanizowana stalowa powierzchnia ułatwiająca załadunek; 7-pionowe uszczelnienia z brezentu wzmocnionego neoprenem. Dostosowują się do kształtu palet, zapewniając wysoką szczelnośd; 8-pionowe uszczelnienia każdej sekcji. Umożliwiają utrzymywanie wymaganej różnicy ciśnieo między nimi; 9-szkielet konstrukcji prowadnic wykonany ze stali konstrukcyjnej o Re=320 MPa. Wszystkie prowadnice są złączone z belką nośną, zapewniając maksymalną sztywnośd konstrukcji; 11-prowadnice wykonane z kątowników 4"x4". Brak złączeo na długości prowadnicy zabezpiecza przed blokowaniem się palet. Od frontu rozszerzają się, dla ułatwienia załadunku; 12-trap ułatwiający dostęp do górnej warstwy palet; 13-drabina; 14-poręcze Kolejnym rodzajem dojrzewalni są dojrzewalnie wykorzystujące system free cooling. System free cooling pozwala na częściowe bądź całkowite odciążenie instalacji chłodniczej, dzięki wykorzystaniu źródła chłodu powietrza zewnętrznego o odpowiednio niskiej temperaturze. Urządzenie oprócz klasycznego skraplacza wyposażone jest w dodatkowy wymiennik w obiegu free cooling, który umieszczony jest równolegle do skraplacza. 4. Transport Proces dojrzewania bananów rozpoczyna się natychmiastowo po ścięciu grona z drzewa, dlatego też szybkośd początkowej fazy transportu jest istotna dla jakości towaru w chwili dotarcia do konsumenta. Banany muszą byd przywiezione na statek i umieszczone w chłodniach w przeciągu 36 godzin, w przeciwnym razie ich wartośd handlowa znacznie spada. Aby zatrzymad proces dojrzewania przeprowadza się tzw. Kontrolowane chłodzenie. Hibernację bananów uzyskuje się poprzez utrzymywanie stałej temperatury na poziomie 10
13,2C +-0.1K. W razie jej przekroczenia owoce ulegają zepsuciu, a gdy jest ona niższa barwa skórki bananowej staje się szarawa. Wilgotnośd względna powinna byd utrzymana na poziomie 85 90%. Ładownie powinny byd dobrze wentylowany aby usuwad wydzielany przez banany etylen. Podróż drogą morską trwa zwykle od 10 do 20 dni. Największe statki transportujące banany tj. 8.2 mln kg. mają długośd ok. 200m i pojemnośd do 450 000 kartonów Banany mogą byd transportowane także w kontenerach chłodzonych, wyposażonych w indywidualne agregaty chłodnicze. Kontenery takie mogą byd przewożone tradycyjnymi statkami transportowymi. Załadunek i wyładunek kontenera zamkniętego eliminuje kontakt owoców z powietrzem zewnętrznym podczas tego procesu. 11
Literatura: 1. Chłodnictwo&Klimatyzacja nr 8 2008 Nowoczesna dojrzewalnia bananów wykorzystująca system free cooling Maria Plocek, Andrzej Zawadzki. 2. Technika chłodnicza i klimatyzacyjna nr 5 2005 Nowe tendencje w technologii przechowywania i dojrzewania bananów mgr inż. Dawid Gliniecki, dr inż. Zenon Bonca, mgr inż. Grzegorz Mizera. 3. www.citronex.pl 12