Холодильная обработка вишни

 

Суть технологии хранения в РГС заключается в создании среды хранения с определенными  характеристиками, учитывающими:

• температурный режим хранения;
• относительную влажность воздуха;
• состав атмосферы в камере хранения, в частности, содержание в ней кислорода и углекислого газа.

 

Содержание кислорода  в обычной атмосфере составляет порядка 21%, азота 78%, углекислого газа 0,03%. 

Плоды, помещенные в замкнутую  среду, благодаря естественному  дыхательному обмену изменяют парциальное  давление СО₂ и кислорода в окружающей атмосфере. По мере хранения плодов количество кислорода в атмосфере снижается и, соответственно, снижается его парциальное давление. В этой связи дыхание плодов замедляется. Концентрация СО2 при этом возрастает.

На продление сроков хранения продукции могут оказывать влияние  различные комбинации содержания кислорода  и СО₂.

Регулирование состава газовой  среды в холодильных камерах  может производиться при помощи скрубберов - специальных очистителей, поглощающих избыток СО₂. В скруббере воздух из камеры может циркулировать по замкнутому кругу, снижая содержание СО₂, например, до 3-5%.

Углекислый газ, поглощенный  скруббером, замещается почти таким  же объемом воздуха и, благодаря  этому концентрация кислорода в  камере достигает требуемого уровня.

Для вишни рекомендована  газовая среда с высоким содержанием  С0₂ (5—10%) и минимальным — 0₂ (2— 3 %), позволяющая хранить эти плоды около 6 месяцев при температуре от —0,5 до 2^оС и относительной влажности воздуха 90—95 %. Такие же результаты дает и хранение вишни в газовой смеси, содержащей 10 % С0₂ и 19 % 0₂.

Содержание СО₂ и кислорода в атмосфере камеры проверяется и регулируется газоанализаторами, которые управляют автоматически работой скрубберов или диффузоров.

После достижения необходимой  концентрации СО₂ камеры переводятся на заданный газовый режим путем включения установки (скрубберов или диффузоров), при этом избыток СО₂ удаляется, а содержание кислорода продолжают снижать до требуемого уровня. Необходимая газовая смесь СО₂ и кислорода в камере устанавливается спустя 3-4 недели после закрытия камеры.

Минимальное содержание кислорода  в искусственно создаваемой газовой  среде должно быть не ниже 2%, а максимальное количество СО₂ не выше 10%.

Рисунок 1. Принципиальная схема  работы холодильной камеры хранения плодов в РГС.

 

Снижение содержания кислорода  при хранении плодов оказывает влияние на следующие факторы:

 

• снижение интенсивности дыхания;
• уменьшение окисления;
• замедление созревания;
• увеличение продолжительности хранения;
• задержка распада хлорофилла;
• снижение степени образования этилена;
• изменение жирового и кислотного синтеза;
• уменьшение степени разрушения растворимых пектинов;
• образование нежелательных запахов;
• изменение структуры тканей;
• развитие физиологических болезней.

 

Соответственно, повышенное содержание СО2 влияет на:

• замедление синтетических реакций в климактерический период;
• задержку начала созревания;
• торможение некоторых ферментативных реакций;
• снижение образования некоторых органических летучих соединений;
• изменение процессов метаболизма органических кислот;
• уменьшение степени распада пектиновых образований;
• задержку распада хлорофилла;
• образование вкуса и аромата;
• развитие физиологических болезней;
• снижение грибковых образований;
• подавление воздействия этилена;
• изменения в содержании сахара;
• задержку развития после сбора урожая;
• сохранение мягкости;
• уменьшение уровня изменения цвета.

Преимущества  регулируемой атмосферы

В регулируемой атмосфере, по сравнению с хранением в обычной  воздушной среде, лучше сохраняется  качество плодов вишни, замедляются гидролитические процессы распада протопектина (плоды дольше остаются твердыми). СО2 и кислород влияют также на биосинтез этилена в плодах и его биологическое действие на процессы созревания.

На продолжительность  хранения влияют такие факторы, как:

• вид продукции;
• сорт продукции;
• концентрация газов в камере;
• температура продукта;
• степень зрелости продукта во время сбора урожая;
• условия выращивания;
• присутствие этилена в камере. 
  

2.5 Расчет площади складов для хранения охлажденной вишни

По ГОСТ 29187-1991 «Плоды и  ягоды  быстрозамороженные. Общие технические условия» вишня упаковывается в потребительскую тару (полиэтиленовый пакет по 1 кг), раскладывают в ящики из гофрированного картона (коробки), или в деревянные ящики.

Для охлаждения вишни по ГОСТ 13511-2006 «Ящики из гофрированного картона  для пищевых продуктов. Технические условия» выбираем гастроемкость (ящик) №2.

Размер гастроемкости  317*285*162  (длина*ширина*высота) мм.

1) Объем гастроемкости:  V_гастр = a*b*c = 0,317*0,285*0,162=0,01464 м³

2) Масса продукта на 1 гастроемкость:  М _прод = V_гастр * Р _насып ,

где Р _насып - насыпная масса продукта (для вишни 900 кг/м³ )

М _прод = 0,01464 * 900 = 13,176 = 13 кг

3) Определяем количество  гастроемкостей для размещения всего продукта:

N_гастр = П / М _прод , где П- производительность аппарата 25000 кг/сутки

N_гастр = 25000/13 = 1923 шт.

4) Количество гастроемкостей  для хранения охлажденного продукта:

N_{гастр для хран} = N_гастр * T, где Т – время хранение  (2 суток)

N_{гастр для хран}  = 1923 * 2 = 3846 шт.

5) Площадь гастроемкости :  S_гастр = a * b = 0,317 * 0,285 = 0,09035 м²

Гастроемкости укладываются на передвижной стеллаж КП – 300, грузоподъемностью 300 кг и размерами 800*600*1700 мм.

6) Площадь под 1 стеллаж:

S_1стел = a * b = 0.8 * 0.6 = 0.48 м²

7) Количество гастроемкостей по горизонтали стеллажа:

 S_стел / S_гастр = 0.48 / 0,09035 = 5 шт.

8) Количество гастроемкостей по вертикали стеллажа:

H_стел / Н_гастр = 1700 / 162 = 10 шт.

Следовательно, на 1 стеллаже располагается: 50 гастроемкостей.

9) Общая масса продукта  на 1 стелаже:  М_общ = N_{гастр на 1 стел} * М _прод

М_общ = 50 * 13 = 650 кг

10) Общее количество гастроемкостей для хранения продукта:

N_общ = N_{гастр для хран} / N_{гастр на 1 стел}  * Т = 3846/50 * 2 = 154 шт.

11) Общая площадь для  всех стеллажей:

S_{общ. стел} = S_1стел * N_общ = 0,48 * 154 = 75 м²

С учетом коэффициента для  прохождения:

S = S_{общ. стел} * 1,25 = 92,5 м².

 

 

2.6 Обоснование режима и хранения охлажденного объекта

При хранении в плодах вишни продолжаются, хотя и медленно, физиологические процессы.

Физический процесс испарения  воды зависит от степени гидрофильности коллоидов, анатомического строения и  состояния покровных тканей (толщина  и плотность кожицы, наличие  воскового  налета), характера и степени поврежденности, влажности окружающей атмосферы, скорости движения воздуха, температуры хранения, степени зрелости, упаковки, сроков и способов хранения плодов и других факторов (в том числе от интенсивности  аэробного дыхания, в процессе которого также образуется вода).

Выделение влаги плодами  различно в разные периоды хранения; в начале хранения обычно наблюдается  активное испарение воды (период послеуборочного  дозревания), в средний  период оно  понижается, а в конце хранения вновь повышается вследствие приближении нового вегетационного периода. Перезревание плодов вишни сопровождается усиленной влагоотдачей, так как по мере старения коллоидов понижается их гидрофильность. Как пониженная влажность, так и повышенная температура воздуха усиливают испарение воды. Однако в большинстве случаев на практике наблюдается увядание плодов вишни, особенно при низкой влажности воздуха, усиленной вентиляции и т. д.

Главные потери при хранении связаны с использованием на дыхание  углеводов и органических кислот, тех основных питательных веществ, которые дают необходимую энергию  для поддержания жизни. Поэтому  основные потери, которые наблюдаются  у плодов вишни  при хранении, связаны с уменьшением содержания воды, углеводов и органических кислот. Общий размер потерь зависит от продолжительности хранения, температуры, относительной влажности воздуха и вида или сорта продукции. Чем нежнее плоды, тем меньше срок их хранения, тем относительно больше потери.

Вишню трудно сохранять долгое время в свежем виде, потому что  плоды быстро теряют свой аромат и  внешний вид.

Таблица 9. Оптимальные условия для хранения вишни

Температура, С	Влажность воздуха	Длительность хранения
От -1 до +2	От 90 до 95	3-7 дней

 

(Широков Е. П., 1988)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Обоснование  способа замораживания и изменения  при замораживании вишни

 

3.1 Замораживание

Замораживание, как физическое явление, представляет собой превращение  в лед влаги, содержащейся в продукте, вследствие понижения его температуры  ниже криоскопической точки. (Мещеряков Ф. Е., 1975 )

К замораживанию пищевых  продуктов прибегают для достижения следующих целей:

• обеспечения сохранности во время длительного хранения;
• отделения влаги при концентрировании жидких пищевых продуктов;
• изменения физических свойств продуктов (твердость, хрупкость и др.) при подготовке к дальнейшим технологическим операциям;
• при сублимационной сушке;
• производства своеобразных пищевых продуктов и придания им специфических вкусовых и товарных качеств (мороженое, пельмени, другие быстрозамороженные продукты).

Основное отличие результатов  замораживания от результатов охлаждения состоит в том, что замороженные продукты более стойки при хранении, чем охлажденные, поскольку вода в них превращается в лед. Эффект замораживания достигается при  температуре в центре продукта -6 °С и ниже.

Замороженный продукт  отличается от охлажденного рядом внешних и физических признаков и свойств:

• твердостью — результат превращения воды в лед;
• яркостью окраски — результат оптических эффектов, вызываемых кристаллизацией льда;
• уменьшением удельного веса — следствие расширения воды при замораживании;
• изменением термодинамических характеристик (теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность). (Большаков С. А., 2003)

 

3.2 Изменения, происходящие при замораживании

Интенсивность и характер изменений продуктов при замораживании  зависят от условий и параметров процесса, а также от качественных характеристик плодов.

Специфика состава и строения плодов вишни, особенности и взаимосвязь протекающих в них физико-химических и биохимических реакций оказывают существенное влияние на степень сохранения их свойств при замораживании.

При замораживании вода превращается в лед, в результате чего создаются  неблагоприятные осмотические условия  и резко сокращается скорость биохимических реакций в плодах. Замораживание приводит к повышению концентрации растворенных веществ вследствие миграции влаги из микробной клетки во внешнюю среду на первой стадии замораживания и к внутриклеточной кристаллизации воды на последующих стадиях, а также к нарушению согласованности биохимических реакций за счет различий в степени изменения их скоростей. По этим причинам возможны повреждения мембранных структур клетки из-за изменения состояния белково-липидных комплексов и механического разрушения оболочки микробной клетки кристаллами льда.