REFRIGERACIÓN DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS

REFRIGERACIÓN • “CUALQUIER PROCESO DE ELIMINACIÓN DE CALOR”. Más específicamente se define como “LA RAMA DE LA CIENCIA QUE TRATA CON LOS PROCESOS DE REDUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA TEMPERATURA DE UN ESPACIO O MATERIAL A TEMPERATURA INFERIOR CON RESPECTO DE LOS ALREDEDORES CORRESPONDIENTES”.

OBJETIVO DE LA REFRIGERACIÓN • Reducir la temperatura de las frutas y hortalizas, así como las flores de ornato, y mantenerla constante, por eliminación continua del calor generado por el proceso respiratorio. • Al bajar la temperatura se reduce el ritmo respiratorio y la actividad metabólica del producto, se retarda la maduración o la senescencia y se prolonga la vida útil.

OBJETIVO DE LA REFRIGERACIÓN • Retardar el crecimiento de microorganismos patógenos, los que reducen considerablemente la vida útil del producto.

LIMITACIONES DE LA REFRIGERACIÓN DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS • En teoría una temperatura ligeramente superior al punto de congelación del producto sería ideal, sin embargo, ciertos productos, particularmente los provenientes de regiones tropicales, empiezan a exhibir daños a partir de cierta temperatura. De manera que, para cada producto, habrá que determinar su temperatura óptima de refrigeración.

FACTORES A CONTROLAR DURANTE EL ALMACENAMIENTO REFRIGERADO • • • • • • •

TEMPERATURA HUMEDAD RELATIVA VENTILACIÓN CIRCULACIÓN DEL AIRE. ESTIBA PATRÓN DE ESTIBAMIENTO SANIDAD Y PURIFICACIÓN DEL AIRE

CONSTRUCCIÓN DE UN ALMACÉN REFRIGERADO

• Las unidades de refrigeración están construidas de varios materiales pero todas deben estar perfectamente aisladas para evitar la entrada de calor al almacén.

CARACTERÍSTICAS QUE DEBE REUNIR EL AISLANTE • • • • •

BAJA CONDUCTIVIDAD DE CALOR RESISTENCIA A LA HUMEDAD FÁCIL DE INSTALAR ECONÓMICO NO CONTENER SUSTANCIAS VOLÁTILES QUE PUEDAN AFECTAR ADVERSAMENTE A LA FRUTA

CARGA DE REFRIGERACIÓN, CARGA DE ENFRIAMIENTO O CARGA TÉRMICA

• La velocidad a la cual debe ser el calor eliminado de un espacio o material refrigerado a fin de producir y mantener las condiciones deseadas de temperatura

FUENTES DE CALOR • El calor transmitido por conducción a través de paredes aisladas.

• El calor que debe ser eliminado del aire caliente que llega al espacio a través de puertas que se abren y se cierran.

FUENTES DE CALOR • El calor que debe ser eliminado del producto refrigerado para reducir la temperatura del producto a la temperatura de almacenamiento. • El calor cedido por la gente que trabaja en el espacio y por motores, alumbrado y otros equipos que producen calor y que operan en dicho espacio.

UNIDADES EN LAS QUE SE EXPRESA LA CARGA DE REFRIGERACIÓN

• Comúnmente la carga de refrigeración se expresa en toneladas de refrigeración. • Este es un término histórico que viene de los días en que se usaba directamente el hielo. • La tonelada estándar de refrigeración es la cantidad de calor absorbida por una tonelada de hielo al derretirse a 0°C (32°F) en 24 horas.

UNIDADES EN LAS QUE SE EXPRESA LA CARGA DE REFRIGERACIÓN • Se requieren 144 BTU´s para derretir 1 lb de hielo a 0°C, ó 288 000 BTU’s para derretir una tonelada de hielo a 0°C (144 BTU’s x 2000 lb.). Puesto que, según la definición, una tonelada de hielo debe derretirse en 24 horas, una tonelada de refrigeración absorbe 12 000 BTU’s por hora, o sea, 12 660 Kj/hora.

CONSIDERACIONES A TOMAR PARA EL CÁLCULO DEL TONELAJE DE REFRIGERACIÓN • Los requisitos de refrigeración de cualquier planta de almacenamiento deben basarse en los máximos previsibles de la carga de refrigeración. • Este máximo se demanda por lo común, cuando la temperatura exterior es alta, y están entrando en la planta productos relativamente calientes para ser sometidos a los procesos de preenfriamiento y almacenamiento.

CONSIDERACIONES A TOMAR PARA EL CÁLCULO DEL TONELAJE DE REFRIGERACIÓN

• El máximo en la carga de refrigeración depende de la cantidad de producto recibido cada día, la temperatura del producto en el momento de ser introducido en la cámara de refrigeración, el calor específico del producto y la temperatura final que se desee alcanzar.

CONSIDERACIONES A TOMAR PARA EL CÁLCULO DEL TONELAJE DE REFRIGERACIÓN

• El proceso de enfriamiento requiere de cierto tiempo, durante cuyo intervalo se produce una cantidad de calor como consecuencia de la respiración de los productos almacenados. A este tipo de calor se le llama “CALOR VITAL”.

ALMACENAMIENTO DE PERAS A –1.1°C.- SE NECESITA DISPONER DE LOS SIGUIENTES DATOS Y CONDICIONES: CONDICIONES

DATOS

CALOR ESPECÍFICO

PERAS, 0.86 BTU/lb/°F; RECIPIENTES DE MADERA, 0.5 BTU/lb/°F

CARGA DE CALOR POR BAJAR LA TEMPERATURA DEL AIRE DE 30°C A – 1.1°C (50% DE HUMEDAD RELATIVA)

74.5 kj/m3

CARGA DE CALOR POR BAJAR LA TEMPERATURA DEL AIRE DE 7.2°C A –11°C, 70% DE HUMEDAD RELATIVA

15.3 kj/m3

OTRAS CARGAS DE CALOR:

LUCES, 2 400 w/h, VENTILADORES, 3 hp. DOS CARROS ELEVADORES ELÉCTRICOS 36 920 kj CADA UNO POR 8 HORAS. DOS OPERADORES, EN TURNOS DE 8 HORAS, 1 000 kj/h CADA UNO

CÁLCULO DEL TONELAJE DE REFRIGERACIÓN EN PERAS (-1.1°C) CONDICIONES

DATOS

DIMENSIONES DE LA CÁMARA

15 X 15 X 4.5 m

ÁREA DE LA SUPERFICIE INCLUYENDO EL PISO.

EXTERNA,

DIMENSIONES INTERNAS

720 m2 14.7 X 14.7 X 4.2 m

VOLUMEN

908 m3

AISLAMIENTO

7.6 cm. DE POLIURETANO, CON UNA CONDUCTIVIDAD (K) DE 1.3 kj/m2/cm. DE GROSOR/°C. COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN (U) = 1.1 kj/h m2/°C.

CONDICIONES AMBIENTALES DURANTE LA COSECHA

30°C Y 50% DE HUMEDAD REALTIVA

TEMPERATURA DE LA FRUTA

21°C EN LA COSECHA Y –1.1°C EN EL ALMACENAMIENTO

CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO

600 CARGAS DE 500kg DE FRUTA CADA UNA: 300 000kg EN TOTAL

VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO

PRIMER DÍA, DE 21°C A 4.5°C; SEGUNDO DÍA, DE 4.5°C A –1.1°C.

CAMBIOS DE AIRE POR APERTURAS DE PUERTAS DURANTE EL ENFRIAMIENTO CAMBIOS DE AIRE ALMACENAMIENTO

DURANTE

EL

SEIS POR DÍA

1.8 POR DÍA

PROCEDIMIENTO • SE CALCULA LA CARGA DURANTE LAS OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO Y DE LLENADO DE LA CÁMARA: • • DIFERENCIA DE TEMPERATURA: • • (DT Ó ΔT) = 30°C –(-1.1°C) = 31.1°C. Se supone que la DT es de 31°C EN TODAS LAS SUPERFICIES. EL CALOR ESPECÍFICO SE DESIGNA COMO Ce.

PROCEDIMIENTO • 1.- SE CALCULA LA CARGA DE TRANSMISIÓN DEL EDIFICIO: • AREA DE LA SUPERFICIE EXTERNA X COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DE CALOR DEL POLIURETANO X LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA EN TODAS LAS SUPERFICIES: • AREA (720 m2) X U (1.1kj) X DT (31.1°C) X 24horas = 591,149 kj/24h.

PROCEDIMIENTO • 2.- SE CALCULA LA CARGA POR CAMBIO DE AIRE, APERTURA DE PUERTAS:

• VOLUMEN X CARGA DE CALOR X NÚMERO DE CAMBIOS DE AIRE • (908 m3) X (74.5 kj) X (6/día) = 405,876 KJ/24h.

3.- SE CALCULA LA CARGA DEL PRODUCTO: • ENFRIAMIENTO DEL PRODUCTO (REMOCIÓN DEL CALOR DE CAMPO O CALOR SENSIBLE): • Primer día • PESO DE LA FRUTA X CE DE LAS PERAS X DT (DE 21°C A 4.5°C) EN EL PRIMER DÍA X FACTOR DE CONVERSION A kj • (100 000kg) X (0.86) X (16.5) X (4.186) = 5, 939,934 KJ/24h. • PESO DE RECIPIENTES X CALOR ESPECÍFICO DE LOS RECIPIENTES X DT (DE 21°C A 4.5°C) X FACTOR DE CONVERSION A kj: • (12 700kg) X (0.5) X (16.5) X (4.186) = • 438 588.15 KJ/24h.

Segundo día • PESO DE LA FRUTA X CE X DT (4.5°C A –1.1°C) EN EL SEGUNDO DÍA X FACTOR kj: • (100 000kg) X (0.86) X (3.4) X (4.186) = 1 223 986.4 KJ/24h. • PESO DE RECIPIENTES X CALOR ESPECÍFICO DE LOS RECIPIENTES X DT (DE 4.5°C A -1.1°C) X FACTOR DE CONVERSION A kj: (12 700kg) X (0.5) X (3.4) X (4.186) = 90 375.74 KJ/24h.

CALOR DE RESPIRACIÓN DURANTE EL ENFRIAMIENTO (CALOR VITAL) • •

• •

Primer día TEMPERATURA PROMEDIO, 13°C; VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: 12 206 kj/t/24h). TONELADAS MÉTRICAS DE FRUTA X VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN): (100) X (12 206) = 1 220 600 kj/24h.

Segundo día • TEMPERATURA PROMEDIO 1.7°C; VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: 1 741 kj/t/24h. • TONELADA MÉTRICA DE FRUTA X VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: (100) X (1 741) = 174 100 kj/t/24h.

MÁXIMO ACUMULADO EN LA CÁMARA ANTES DE QUE SE COMPLETE EL ENFRIAMIENTO: • PESO TOTAL DE FRUTA – EL PESO CARGADO EN DOS DÍAS: • (300 000) – (200 000kg) = 100 000kg Ó 100 TONELADAS; • VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN A –1.1°C: 812kj/t/24horas. • TONELADA MÉTRICA DE FRUTA X VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: (100) X (812) = 81 200kj/24horas.

4.- CARGAS MISCELÁNEAS DE CALOR: • LUCES- watts X kj por watt X horas: (2 400) X (3.6) X (8) = 69120 kj/24h. • VENTILADORES – hp X kj por hp X 24horas: (3) X (3 112) X 24 = 224 064kj/24h. • CARROS ELEVADORES: (2) x 36 920 kj DURANTE 8 HORAS = 73 840 kj/24h. • MANO DE OBRA – OPERADORES X kj POR HORA X HORA: (2) X (1000) X (8) = 16 000kj/24h.

5.- CARGA TOTAL DE CALOR DURANTE EL ENFRIAMIENTO: TRANSMISIÓN DEL EDIFICIO CAMBIOS DE AIRE

591149 kj/24h. 405 876 kj/24h. ENFRIAMIENTO DEL 8 543 353 PRODUCTO kj/24h. CALOR PRODUCIDO POR 1 475 900 RESPIRACIÓN kj/24h. CALOR DE ORIGEN 383 024 MISCELANEO kj/24h.

• SUBTOTAL: 11 399 302 kj/24h • MÁRGEN DE ERROR (10%) = 1 139 930 kj/24h • REQUERIMIENTO TOTAL: 12 539 232 kj/24h • SI SE SUPONE QUE EL EQUIPO DE REFRIGERACIÓN OPERA DURANTE 18 HORAS DIARIAS, SE TIENE QUE: • 12 539 232 / 18 = 696 624 kj/24h

• COMO UNA TONELADA DE REFRIGERACIÓN ABSORBE 12 660 kj/h: 696 624 / 12 660 = 55 TONELADAS DE REFRIGERACIÓN ES LA CAPACIDAD REQUERIDA

CARGA DURANTE LA OPERACIÓN NORMAL DE ALMACENAMIENTO. •

•

CONDICIONES AMBIENTALES EXTERIORES PROMEDIO: 7.2°C CON UNA HUMEDAD RELATIVA DE 70%; TEMPERATURA DE ALMACENAMIENTO = -1.1°C; DT = 7.2 – (-1.1) = 8.3°C

• 1.- CARGA DE TRANSMISIÓN DEL EDIFICIO: • AREA X U X DT X HORA : • (720 m2) X (1.1 kj) X (8.3) X (24) = 157 766 kj/24h. • 2.- CAMBIO DE AIRE POR LA APERTURA DE PUERTAS: • VOLUMEN X CARGA DE CALOR X CAMBIOS DE AIRE: • (908 m3) X (15.3 kj) X (1.8) = 25 006 kj/24h.

3.- CARGA DEL PRODUCTO (RESPIRACIÓN): • VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN A –1.1°C X TONELADA MÉTRICA DE FRUTA : • (812 kj/t/24h) X (300) = 243 600 kj/24h.

4.- CARGAS MISCELÁNEAS: LUCES: watts (2 400) X kj por watt (3.6) X horas (4) =

34 560 kj/24h.

ABANICOS: hp 3 X kj por hp (3 112) X hora (24) =

224 064 kj/24h.

MANO DE OBRA: UN OPERARIO X kj POR HORA (1000) X HORAS (4) =

4 000 kj/24h.

5.- CARGA TOTAL DURANTE EL ALMACENAMIENTO: TRANSMISIÓN DEL EDIFICIO CAMBIO DE AIRE

157 766 kj/24h. 25 006 kj/24h.

CARGA DEL PRODUCTO (RESPIRACIÓN)

243 600 kj/24h.

MISCELÁNEOS

262 624 kj/24h.

• SUBTOTAL: 688 996 kj/24h. • MARGEN DE SEGURIDAD, 10%: 68 899 kj/24h. • REQUERIMIENTO TOTAL: 757 895 kj/24h. • SUPONIENDO QUE EL EQUIPO DE REFRIGERACIÓN OPERE DURANTE 18 HORAS DIARIAS, SE TIENE QUE: 757 895 / 18 = 42 105 kj/h 42 105 / 12 660 Kj = 3.3 TONELADAS DE REFRIGERACIÓN ES LA CAPACIDAD REQUERIDA DURANTE EL PERÍODO NORMAL DE ALMACENAMIENTO DE PERAS.

FACTORES A CONTROLAR EN LA REFRIGERACIÓN DE FRUTAS Y HORTALIZAS • CIRCULACIÓN DEL AIRE Y TEMPERATURA DE LA FRUTA • La circulación de aire es necesaria en el almacén para que se produzca el enfriamiento y se mantenga una temperatura uniforme en todo el cuarto. • Si es poco el aire que circula éste se entibiará antes de llegar a todos los sitios del cuarto y se presentarán puntos calientes.

• POR REGLA GENERAL EN UN ALMACENAMIENTO SE CIRCULAN 1000 ft3/min POR CADA TONELADA DE REFRIGERACIÓN. ESTE FLUJO SE CALCULA CONSIDERANDO QUE LA DIFERENCIA EN LA TEMPERATURA A LA QUE SALE EL AIRE Y REGRESA AL CONDENSADOR ES DE 10°F.

• Cuando la fruta se ha enfriado y la carga de refrigeración necesitada es pequeña, por ejemplo 1/5 del original, el flujo se calcula con base en una diferencia de 2°F. •

Es importante que la máxima superficie del recipiente esté expuesta al aire, por lo cual los patrones de estibamiento son importantes.

CIRCULACIÓN DE AIRE EN EL FONDO DEL CAMION

CIRCULACIÓN DEL AIRE EN LA PARTE SUPERIOR

PATRÓN DE ESTIBAMIENTO CUANDO EL AIRE CIRCULA HORIZONTALMENTE

• LA FRUTA NUNCA ESTARÁ TAN FRÍA COMO EL AIRE QUE CIRCULA ALREDEDOR DE ELLA, POR LO CUAL ES NECESARIO QUE SE TOME LA TEMPERATURA DE LA FRUTA Y NO LA DEL AIRE QUE CIRCULA.

HUMEDAD • EL SECRETO PARA MANTENER ALTAS HUMEDADES RELATIVAS ES OPERAR EL EVAPORADOR A UNA TEMPERATURA TAN CERCANA COMO SEA POSIBLE A LA DEL CUARTO Y ASÍ SE MINIMIZA LA CONDENSACIÓN DE LA HUMEDAD SOBRE LA SUPERFICIE FRÍA DEL EVAPORADOR. • LOS RECIPIENTES DE LA FRUTA, AL ESTAR SECOS, REDUCIRÁN LA HUMEDAD DEL ALMACÉN. SI ES NECESARIO SE PUEDEN USAR HUMIDIFICADORES QUE ESPARCEN AGUA EN FINAS GOTAS.

VENTILACION • SE UTILIZA EXCLUSIVAMENTE CUANDO NO HAY OTRA ALTERNATIVA PARA ELIMINAR EL ETILENO O RESTOS DE SO2 POSTERIOR A LA FUMIGACIÓN. • SIN EMBARGO, ESTA PRÁCTICA AUMENTA LA CARGA DE REFRIGERACIÓN, POR LO QUE SE HAN BUSCADO OTROS MÉTODOS DE REMOCIÓN DE ETILENO Y SO2.

EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LA REFRIGERACIÓN EN FRUTAS Y HORTALIZAS •

POSITIVOS

• REDUCCIÓN DEL METABOLISMO DE LAS FRUTAS, PROLONGANDO ASÍ SU VIDA DE ALMACENAMIENTO. • MECANISMO FUNGISTÁTICO Y BACTERIOSTÁTICO.

NEGATIVO

• OCASIONA DAÑO POR FRÍO A ALGUNOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS.

DAÑO POR FRÍO • UN DESÓRDEN FISIOLÓGICO INDUCIDO POR LA BAJA TEMPERATURA Y QUE ES DIFERENTE AL DAÑO POR CONGELACIÓN, ES DECIR, SIEMPRE OCURRE A TEMPERATURAS POR ARRIBA DEL PUNTO DE CONGELACIÓN DE LOS TEJIDOS. LA SINTOMATOLOGÍA DEPENDE DEL PRODUCTO, PERO UN SÍNTOMA GENERAL ES LA APARICIÓN DE ÁREAS OSCURAS EN LOS TEJIDOS.

EJEMPLOS

• MANZANA.- Escaldado suave (“listón de Jonathan”) caracterizado en algunas variedades, por la aparición de áreas oscuras bien definidas en la piel, en otras abarca la mayor parte de la pulpa.

EJEMPLOS • Plátano y aguacate.- Oscurecimiento de los paquetes vasculares de la pulpa. En plátano también ocurre en la piel que adquiere una apariencia opaca, simultáneamente hay una lenta hidrólisis del almidón y una incapacidad de la pulpa para madurar. También se manifiesta en una maduración heterogénea

EJEMPLOS • MANGO, JITOMATE, PEPINO, MELÓN (ALGUNAS VARIEDADES), PAPAYA Y CÍTRICOS.- EL SÍNTOMA TÍPICO ES EL HUNDIMIENTO DE CIERTAS ÁREAS SUPERFICIALES POR DESECACIÓN LLAMADO “PICADO”. • EN TODAS ELLAS ES INMINENTE EL ATAQUE FUNGAL.

CARGAS MIXTAS • Grupos de productos que pueden transportarse y almacenarse juntos. • Deben buscarse afinidades entre los productos que se almacenarán. • Debe evitarse almacenar frutos climatéricos con frutos no climatéricos • Deben buscarse afinidades por: aromas, emanación de etileno, sensibilidades.

ATMÓSFERAS CONTROLADAS (AC) Y MODIFICADAS (AM) • SON AMBIENTES QUE DIFIEREN DE LA ATMÓSFERA NORMAL (N2: 78%; O2: 21%; CO2: 0.03%) CON RESPECTO A LA COMPOSICIÓN Y CONCENTRACIÓN DE LOS GASES QUE LAS COMPONEN. CONSISTEN EN LA REMOCIÓN O ADICIÓN DE GASES QUE RESULTAN EN UNA COMPOSICIÓN QUE USUALMENTE INVOLUCRA LA REDUCCIÓN DE LOS NIVELES DE O2 Y/O LA ELEVACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE CO2.

DIFERENCIA ENTRE AC Y AM • La única diferencia entre las AC’s y las AM’s es que las primeras pueden monitorearse y su composición y concentración de gases pueden controlarse con precisión, mientras que en las segundas no se puede ejercer dicho control de gases. • El uso de las AC’s o AM’s debe ser considerado como un complemento al manejo de la temperatura y humedad relativa adecuados.

• EL POTENCIAL DE BENEFICIO O RIESGO QUE CONSTITUYE EL USO DE AC’s Y AM’s DEPENDE DEL PRODUCTO HORTOFRUTÍCOLA, LA VARIEDAD, LA EDAD FISIOLÓGICA, LA COMPOSICIÓN ATMOSFÉRICA, LA TEMPERATURA Y LA DURACIÓN DEL PERÍODO DE ALMACENAMIENTO

ATMÓSFERA MODIFICADA CON CAMBIO DE COLOR (Dr. Andrew Mills)

GASES COMÚNMENTE UTILIZADOS PARA LA GENERACIÓN DE AC’S Y AM’S • CO2

• CO • C2H4

• EL PRETRATAMIENTO CON ALTAS CONCENTRACIONES DE CO2 PUEDE SER UTILIZADO EN ALGUNAS FRUTAS PARA DISMINUIR SU METABOLISMO Y ASÍ, SOPORTEN LAS BAJAS TEMPERATURAS DE REFRIGERACIÓN. MÁS A MENUDO ES COMBINADO CON BAJAS CONCENTRACIONES DE O2.

EL MONÓXIDO DE CARBONO (CO) Se utiliza, menos frecuentemente, en ocasiones muy limitadas como un componente de las AM’s para retrasar la decoloración marrón y para controlar la pudrición en algunos productos hortofrutícolas. • EL ETILENO C2H4 en los cuartos de maduración para madurar homogéneamente a algunos productos hortofrutícolas y para el desverdecimiento de algunos cítricos.

INSTALACIONES PARA EL ESTABLECIMIENTO DE ATMÓSFERAS CONTROLADAS Y MODIFICADAS • Los cuartos se construyen de manera similar a los de refrigeración convencional, o sea, con barreras adecuadas de aislamiento, suficiente superficie fría que asegure alta humedad y circulación de aire dentro del cuarto para enfriar la fruta en un tiempo razonable. • Los cuartos de AC requieren de una mayor hermeticidad, sobre todo si la atmósfera deseada se va a alcanzar en forma natural, sin emplear un sistema generador de gas.

HERMETICIDAD • La forma más antigua y efectiva de lograr hermeticidad es colocando sobre las paredes y el techo un revestimiento de lámina galvanizada sellada al piso, cuidando que las juntas de las hojas metálicas queden bien selladas con laca, goma o brea. También se puede emplear mastique. • Otra forma es mediante el uso de madera o poliuretano de alta y uniforme densidad.

CONSIDERACIONES A TOMAR SOBRE LA HERMETICIDAD DE LAS AC’S • Si la estructura que confiere hermeticidad se coloca en las paredes interiores del cuarto puede haber fuga de humedad y, en tal caso, el H2O se condensa en el espacio aislado, reduciéndose la eficiencia del aislamiento (el H2O conduce mejor al calor), y si la unidad empleada es de madera, se favorecen las pudriciones de la misma.

• Es mejor colocar dicha estructura sobre las paredes externas y, de esta manera, actúa como barrera al vapor. • Para comprobar que el cuarto tiene suficiente hermeticidad se puede generar un vacío de una pulgada de Hg. Si al cabo de una hora el vacío es de 1/5 ó 1/10 de su valor original se considera que el cuarto posee suficiente hermeticidad (equivalente a un cambio de aire por mes a cuarto vacío). Si el cuarto cuenta con un sistema generador de gas no se requiere de tanta hermeticidad.

IMPORTANTE

• DURANTE LA PRUEBA SE DEBE CHECAR LA TEMPERATURA Y PRESIÓN BAROSTÁTICA PARA EVITAR ERRORES.

SISTEMAS GENERADORES DE AC • PROCESO TECTROL.- Consiste en eliminar el O2 por combustión con gas propano y el exceso de CO2 generado se elimina mediante absorbentes o adsorbentes y, de esta manera se introduce al cuarto, previo enfriamiento.

MÉTODO ATLANTIC RESEARCH CORPORATION • Es un sistema que emplea un catalizador. El equipo consta de una bomba de aire, una sección de precalentamiento, una cama catalizadora y un enfriador.

MÉTODO ATLANTIC RESEARCH CORPORATION • El catalizador se calienta a 200 – 210ºC con un calentador eléctrico para activarlo. El propano se introduce, la reacción comienza sobre el catalizador alcanzándose temperaturas de 590 – 650ºC. El CO2 Se elimina de la misma manera que en el caso anterior.

ADICIÓN DE N2

• Es el método más simple de generación de una atmósfera deseada. Consiste en adicionar N2 cada vez que se requiera y eliminar cantidades en exceso de CO2.

• A medida que el CO2 se elimina del cuarto por absorción o adsorción y el O2 se reduce por consumo en respiración debe permitirse la entrada de aire para mantener el mismo volumen. Cuando no se emplean adsorbentes líquidos el aire debe purificarse para evitar aromas desagradables del recipiente y la fruta. •

Las concentraciones de O2 y CO2 se checan constantemente, para lo cual existen analizadores automáticos

MÉTODOS PARA ELIMINAR EL CO2 • Colocación de sacos de Ca(OH)2 en el interior del cuarto o en una cámara aislada a través de la cual se circula el aire. La conversión de Ca(OH)2 a carbonato libera una pequeña cantidad de calor, por lo cual el aire debe enfriarse antes de alcanzar la fruta.

ABSORCIÓN EN H2O • El aire proveniente del cuarto se pasa a través de un rocío de agua en el que el CO2 se absorbe. El agua se expone al aire bajo en CO2 hasta que se establece el equilibrio. Sin embargo, al exponer esta agua al aire externo, ésta absorbe más O2, el cual es liberado en el cuarto, por lo que no es posible mantener muy bajas concentraciones de O2.

ELIMINACIÓN DE CO2 • Absorción de agua con un álcali.- En este caso se emplea NaOH que pasa a carbonato y bicarbonato. Esta solución se recambia periódicamente. • Proceso Sulzer.- Se coloca K2CO3 En el cuarto el cual se reactiva pasando aire a través de él. • Soluciones de Etanolaminas al 40%. - Se puede regenerar calentando a 110°C Para convertir el carbonato a bicarbonato. No es muy recomendable este método ya que es muy corrosivo.

• Colocación de mallas moleculares de silicato de calcio y aluminio. • Adición de carbón activado al cuarto de almacenamiento. • Estos dos últimos métodos adsorben también vapor de agua, por lo cual debe cuidarse la humedad relativa. Con el uso reducen su capacidad readsortiva pero se reactivan con el calor.

USO DE AC PARA EL ALMACENAMIENTO DE FRUTAS Y VEGETALES EN FRESCO (Controlled Atmosphere Handbook, Carrier, 1999) DURACIÓN EN ALMACENAMIENTO (meses)

PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS

Más de 12

Almendras, nuez de la India, macadamia, nuez encarcelada, pistache, nuez de castilla, frutos y vegetales secos.

6-12

Algunas variedades de manzana y peras europeas

3-6

Col, kiwi, algunas variedades de peras asiáticas, persimo, granada

1-3

Aguacate, plátano, mango, uva, cereza, algunas variedades de durazno, nectarina, algunas variedades de ciruela, aceitunas.

USO DE AC/AM PARA EL ALMACENAMIENTO A CORTO PLAZO DY/O TRANSPORTE DE PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS (Controlled Atmosphere Handbook, Carrier, 1999)

BENEFICIO PRINCIPAL DE LA AC/AM

PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS

Retraso de la maduración y evasión de temperaturas causantes del daño por frío

Aguacate, plátano, mango, melones, nectarina, papaya, durazno, ciruela, tomate (cosechado en madurez fisiológica o parcialmente maduro).

Control de las pudriciones Retraso de la senescencia y cambios en la composición indeseables (inclusive la decoloración parda del tejido)

Zarzamora, mora, cereza, higo, uva, frambuesa, fresa. Espárrago, brócoli, lechuga, maíz dulce, hierbas frescas, productos derivados de frutos y vegetales mínimamente procesados.

ACD • La técnica de “atmósferas controladas dinámicas” está basada en reducir el oxígeno al máximo, hasta el nivel inferior de tolerancia de la fruta. De esta forma la conservación se beneficia al máximo del potencial de las atmósferas controladas para disminuir el metabolismo y, en consecuencia, prolongar la calidad durante la conservación.

ACD • Las ACD nos permitirán modular el proceso de maduración de frutos climatéricos, estimulando o retardando los cambios asociados, mediante la aplicación dinámica de los parámetros propios de la conservación en AC; temperatura, humedad relativa, [O2], [CO2] y posible acumulación de [C2H4] en función de los objetivos comerciales previstos. El control de estos parámetros, en la actualidad, es totalmente viable con las nuevas tecnologías en la regulación automática de procesos industriales.

ATMÓSFERAS CONTROLADAS DINÁMICAS (ACD) La atmósfera controlada dinámica (ACD) permite ajustar periódicamente los niveles de oxígeno de manera de mantenerlos en el mínimo tolerado por la fruta

OBSERVADOR DE FRUTOS • El almacenamiento a ínfimos niveles de O2 es buena idea para acabar con el escaldado. Puede prolongar la vida de almacenamiento sin mayor pérdida de calidad. • Este sensor indica el momento en el que se ha alcanzado la mínima concentración de O2 en la fruta.

OBSERVADOR DE FRUTOS • Este dispositivo puede monitorear también el estado de madurez y vida útil del fruto. • Mide madurez, firmeza y defectos internos del fruto. • Indica el momento en el que el fruto pierde su valor. • Al venderse el producto en su momento oportuno se asegura su buen precio.

FRUIT OBSERVER

(ILERFRED™)

• El Fruit Observer emite diversas radiaciones de luz, midiendo además de la fluorescencia de la clorofila otras condiciones de la fruta, la instalación debe de disponer de una computadora y de un software específico. • Se instala en el techo de la cámara de atmósfera controlada.

OBSERVADOR DE FRUTOS • A diferencia de otros sensores del mercado, el FRUIT OBSERVER se puede utilizar para todo tipo de fruta, el color de la fruta no es impedimento - Mayor distancia entre la mercancía y el sensor , abarcando así mayor número de frutos - Se puede utilizar con la luz de la cámara encendida - Vigila los valores absolutos durante todo el período de conservación - Facilita más información del estado del fruto e incluso el tiempo estimado de vida

OBSERVADOR DE FRUTOS • El equipo Fruit Observer, comercializado en España por ILERFRED, indica las condiciones fisiológicas de la fruta antes que sea visible al ojo desnudo. Mediante sensores desarrollados especialmente por la empresa Besseling, Fruit Observer observa la clorofila de la fruta sin intervención humana.

PROPIEDADES DE LA CLOROFILA

• La clorofila reacciona a los cambios en: temperatura, CO2, humedad, etileno y O2. Además, la actividad de la clorofila también cambia con la madurez del fruto.

MECANISMO DE ACCIÓN DEL OBSERVADOR DE FRUTOS • A través de la medición de la actividad de la clorofila se puede: - Determinar la fase de maduración del fruto durante el almacenamiento de 4 a 6 semanas previo al momento de venta - Recibir una alarma si la fruta está padeciendo condiciones de estrés, para tomar las medidas apropiadas.

ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO • ALMACENAMIENTO DE FRUTAS BAJO UNA PRESIÓN INFERIOR A LA ATMOSFÉRICA. •

REPORTADA POR PRIMERA VEZ EN 1966 POR BURG Y BURG, LOGRARON UN RETRASO EN LA MADURACIÓN DE LOS PRODUCTOS.

PRINCIPIO • Con el vacío generado las concentraciones de O2 se reducen y, por lo tanto, el ritmo respiratorio también. La producción de C2H4 que se alcance a producir disminuye. El C2H4 que se alcance a producir difunde desde el interior de la fruta y se elimina del almacén, así como otras substancias volátiles tales como ésteres de peso molecular bajo y aldehídos que pueden tener un efecto tóxico sobre las frutas a ciertas concentraciones.

CONSIDERACIONES A TOMAR EN CUENTA EN EL ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO

• Con esta técnica es necesario almacenar la fruta antes de que comience a generar grandes cantidades de C2H4 ya que, por ejemplo, una manzana madura puede llegar a tener una concentración interna de 100 ppm (/L). Bajo una presión de 0.1 atm su concentración se reduciría a 10 ppm (/L) y no se retardaría su maduración.

• Si la fruta se mantiene a temperatura alta la cantidad de C2H4 que se produce es tan grande que no se obtendría ningún efecto benéfico por almacenamiento hipobárico. • Debido a que con esta técnica se elimina mucho agua es necesario mantener la humedad relativa alta para evitar la desecación, por tanto, se introduce aire humidificado a las cámaras, a través de un burbujeo en agua tibia.

ETILENO EN LA TECNOLOGÍA POSTCOSECHA DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS

• CONSIDERACIONES TÉCNICAS

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ETILENO La efectividad de este gas para alcanzar una maduración de los productos hortofrutícolas más rápida y uniforme depende de : TIPO DE FRUTA A TRATAR GRADO DE MADUREZ TEMPERATURA HUMEDAD RELATIVA CONCENTRACIÓN DE ETILENO DURACIÓN DE LA EXPOSICIÓN

• En general, las condiciones óptimas para la maduración de los productos son: • • • •

TEMPERATURA: 18 – 25ºC HUMEDAD RELATIVA: 90 A 95% CONCENTRACIÓN DE ETILENO: 10 A 100 ppm. DURACIÓN DEL TRATAMIENTO: 24 a 72 HS. (DEPENDIENDO DEL TIPO DE FRUTO Y ESTADO DE MADUREZ) • CIRCULACIÓN DEL AIRE: SUFICIENTE PARA ASEGURAR LA DISTRIBUCIÓN DEL ETILENO DENTRO DE LA CÁMARA DE MADURACIÓN. • VENTILACIÓN: INTERCAMBIOS DE AIRE ADECUADOS PARA EVITAR LA ACUMULACIÓN DE CO2 LA CUAL REDUCE LA EFECTIVIDAD DEL C2H4.

CANTIDAD DE ETILENO NECESARIA • Se utilizan concentraciones menores en cámaras bien selladas que mantendrán la concentración de etileno, o en cámaras donde se utiliza el sistema de flujo continuo. • Las concentraciones altas se utilizan en cámaras con fugas para compensar la caída en las concentraciones del gas durante el tratamiento.

PRECAUCIÓN • LAS CONCENTRACIONES MAYORES DE 100 ppm NO ACELERAN EL PROCESO DE MADURACIÓN. LA ADICIÓN DE UNA DEMASIADO ALTA CONCENTRACIÓN DE ETILENO PUEDE CREAR UNA MEZCLA EXPLOSIVA DE AIRE – GAS.

TEMPERATURA • El control de la temperatura es crítico para lograr una buena maduración con etileno. • TEMPERATURA ÓPTIMA: 18 – 25°C. • A menor temperatura se retrasa la maduración. • A mayores temperaturas, por encima de los 25°C, se puede acelerar el crecimiento bacteriano y la pudrición. • Por arriba de los 30°C se inhibe el proceso de maduración.

TEMPERATURA Los frutos que han sido almacenados en frío deben calentarse a 20 °C para asegurar una maduración rápida. • A medida que se dispara la maduración aumenta el calor derivado de la respiración de los frutos, por lo que se debe proporcionar a la cámara de maduración termostatos y un equipo de refrigeración para asegurarse de que el calor por respiración no caliente la pulpa al punto en que se inhiba la maduración.

SISTEMAS DE TRATAMIENTO CON ETILENO

• SISTEMA DE INYECCIÓN.- Se inyecta la concentración de etileno preestablecida a intervalos regulares. • Las inyecciones pueden ser aplicadas por peso o por flujo utilizando un dispositivo que registra la descarga de etileno en pies cúbicos por metro.

SISTEMA DE INYECCIÓN • La aplicación requerida de etileno se realiza ajustando el regulador para proporcionar una velocidad de flujo apropiada, sincronizando la provisión de gas. • Cualquier tubería que conduzca al gas dentro de la cámara debe hacer tierra para evitar posibles descargas que provoquen ignición electrostática a grandes concentraciones de etileno.

SISTEMA DE FLUJO CONTINUO • Se introduce el etileno a la cámara continuamente mediante un regulador de dos estados y pasando el etileno a través de una válvula medidora y un flujómetro. • Se cambia el aire cada 6 horas.

EFECTOS INDESEABLES DEL ETILENO • • • • • • • •

SENESCENCIA ACELERADA. INDUCCIÓN DE FISIOPATÍAS EN LAS HOJAS. FORMACIÓN DE ISOCUMARINAS. GERMINACIÓN. ABSCISIÓN DE HOJAS, FLORES Y FRUTOS. ENDURECIMIENTO DE ESPÁRRAGOS. INDUCCIÓN DE FISIOPATÍAS EN FRUTOS. FALLO EN EL DESARROLLO DE ALGUNAS FLORES.

ELIMINACIÓN DE ETILENO • VENTILACIÓN • REMOCIÓN QUÍMICA: – PERMANGANATO DE POTASIO (KMnO4) – LÁMPARAS DE LUZ ULTRAVIOLETA. – CARBÓN ACTIVADO O BROMINADO. – OXIDANTES CATALÍTICOS. – SISTEMAS BACTERIANOS – CLORURO DE PLATA. – ATMÓSFERAS CONTROLADAS (CO2). – ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO.

PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS

PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS MÍNIMAMENTE PROCESADOS • Sometimiento de frutas y hortalizas a un proceso más leve que el tratamiento térmico en el procesamiento, que consiste en una selección, lavado, cortado, algunos son sometidos a una centrífuga, envasado, pesado, etiquetado con fecha probable de caducidad y el precio.

PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS

PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS

BUENAS PRÁCTICAS DE HIGIENE Y MANUFACTURA