Сельское хозяйство / 4. Технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции.

Костромина М.В.

Поволжский государственный технологический университет, Россия

Система хранения продовольствия с регулируемой газовой средой

Исследования в области создании современных высокотехнологичных хранилищ с регулируемой газовой средой, показывают, что хранение в искусственной газовой среде - один из самых успешных методов хранения, подходящий для широкого множества сельскохозяйственных и продовольственных продуктов, в частности ограничивается использование других методов химической консервации.

Плоды и овощи продолжают дышать даже после сбора урожая. Ферменты активны и используются для метаболических действий. При созревании плодов производится этилен как побочный продукт процесса созревания, который, в свою очередь, ускоряет процесс созревания. В течение процесса созревания в начале качество плодов улучшается, но затем происходит быстрое ухудшение. Изменяя газовую среду можно управлять метаболическими и биохимическими процессами. Кислород требуется для многих метаболических процессов, и поэтому сокращение уровня содержания кислорода в среде, окружающей плоды, замедляет метаболические процессы и сохраняет запасы продовольствия. Однако, при сокращении уровня содержания кислорода ниже определенного уровня начинается анаэробный гликолиз[1].

Скорость дыхания значительно уменьшается при хранении в газовой среде с высоким содержанием двуокиси углерода и низким содержанием кислорода. Низкая скорость дыхания уменьшает метаболические и биохимические процессы в клетке (производство этилена, изменения пектиновых веществ в стенках клетки, ведущие к ее размягчению, и т.д.). Таким образом, сокращается скорость использования запасов продовольствия. Сокращая скорости дыхания, искусственная газовая среда также понижает производство теплоты из-за дыхания.

Двуокись углерода - газ, который имеет антагонистический эффект па ферменты, вовлеченные и этиленовый биосинтез. Так как кислород требуется в производстве этилена, хранение при низком содержании кислорода подавляет производство этилена, однако когда плоды попадают в воздушную среду, этилен быстро производится, и плоды созревают быстрее. Искусственная газовая среда задерживает начало процесса созревания и увеличивает твердость плодов. Когда кислород не доступен, плоды и овощи разрушают глюкозу анаэробным гликолизом, чтобы произвести энергию, в процессе чего производятся альдегиды, спирты и лактаты. Их накопление ведет к получению недопустимого пищевого качества. Поэтому, низкий уровень кислорода должен быть обеспечен чтобы предотвратить анаэробное дыхание. Искусственная газовая среда увеличивает сопротивление плода, задерживая его размягчение, и поддерживает твердость или целостность плодов, которые являются тогда менее склонными к порче.

Для хранения большинства овощей в искусственной газовой среде рекомендуется относительная влажность 90-95%. Для овощей рекомендованная концентрация двуокиси углерода - 10-14% при 0-3°С и существенно изменяется с температурой. Рекомендованы концентрации кислорода и двуокиси углерода для хранения капусты 2-3% и 3-6%, соответственно, при 0°С. Оптимальные условия для хранения для помидоров - 5% кислорода и 2-3% двуокиси углерода при 10-20°С [2].

Искусственная газовая среда используется как приложение к низкотемпературному хранению продовольствия. Это главным образом используется, чтобы уменьшить скорость дыхания и процесс созревания, таким образом, увеличивая сопротивления продукции болезням. Коммерчески, искусственная газовая среда успешна для хранения продовольствия. Для заполнения хранилищ продовольствия азотом и регулирования состава атмосферы в камерах может использоваться различное оборудование, но наиболее экономически оправданным считается использование современных газоразделительных систем.

Конструкция системы хранения продовольствия с регулируемой газовой средой представляет собой мембранную установку с последовательно соединенными двумя мембранными модулями. Первый модуль с малым значением коэффициента деления потока предназначен для получения газовой смеси, обогащенной кислородом. Второй модуль с большим значением коэффициента деления потока и с повышенной селективностью служит для получения смеси с высоким обогащением по азоту. Часть потока пермеата первого модуля и весь поток пермеата второго модуля по рециркуляционной схеме смешиваются с потоком питания установки и после компремирования подаются на вход первого модуля, за счет чего достигаются оптимальные режимы работы обоих модулей. Системы регулирования газовой среды снабжена устройствами для регулирования рабочего давления и величин всех газовых потоков. Для контроля технологических параметров предусмотрена измерительная система, позволяющая контролировать давление, газовые расходы, температуру, влажность и концентрации кислорода и азота в контрольных точках системы. В диапазоне расходов разделяемой воздушной смеси 3,3–4,3 нм³/час и при рабочих избыточных давлениях 0,7–0,85 МПа на установке получен отбор ретентата 1,6–2,8 нм³/час с концентрацией азота 99,5–95% об.

Литература

1. Колесник A.A. Факторы длительного хранения плодов и овощей. Госторгиздат, 1959.

2. Широков Е. П., Полегаев В. И. Хранение и переработка продукции растениеводства с основами стандартизации и сертификации. Картофель, плоды, овощи М.: Колос, 2000. - 254 с.