лекция 1. Лекция 1. 13 Лекция. Обработка молока очистка, охлаждение и хранение 14 Лекция. Переработка молока
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
9 Лекция. Условия, режимы и способы хранения плодоовощной продукции Содержание лекции: - режимы хранения плодоовощной продукции: в охлажденном состоянии и в состоянии с измененной газовой средой (РГС, МГС). Способы хранения: полевой и стационарный. Цель лекции: - ознакомление с основными условиями, режимами и способами хранения плодоовощной продукции. В нашей стране, как и в других странах умеренного климата, существует потребность использовать растительную продукцию, выращенную за один сезон, в течение года, т.е. до нового урожая. Картофель, плоды, овощи - продукция живая, в ней постоянно происходят процессы, характерные при росте и созревании на материнском растении, в том числе процессы порчи и старения. При хранении плодоовощной продукции необходимо обеспечить минимальные потери количества и качества: она не должна гнить, усыхать, прорастать и терять вкусовые и питательные свойства. Бороться с потерями при хранении трудно. Часто бывает, что сохранить урожай сочной растительной продукции гораздо сложнее, чем вырастить его. Хранение картофеля, овощей и плодов – сложный процесс, результат которого зависит от многих факторов. Для успешного хранения плодоовощной продукции учитывают следующие абиотические факторы: температуру продукции и окружающей среды, влажность воздуха окружающей среды, доступ воздуха и его газовый состав в массе продукции и в окружающей среде. Таким образом, под режимом хранения овощей и плодов понимают оптимальное сочетание условий внешней среды, обеспечивающих их максимальную сохраняемость. Температура при хранении должна быть такой, при которой процессы жизнедеятельности были бы сильно заторможены, но не проявлялись физиологические расстройства. Температуру хранения подбирают с учетом биологических особенностей культуры, сорта, степени зрелости и назначения: для потребления в свежем виде, для переработки, для семенных целей. Для большинства видов плодоовощной продукции оптимальные температуры в пределах от 0 до 8 0С. Температура в хранилище должна быть оптимальной и постоянной. Даже колебания на 1÷2 0С вызывают значительные потери продукции и ухудшение ее качества, особенно при длительном хранении. Кроме того, изменения температуры вызывают выпадение конденсата на поверхности овощей, что способствует их загниванию. Колебания температуры легче избежать в хранилищах с искусственным, машинным охлаждением, в холодильниках. Температура контролируется электротермометрами и другими приборами дистанционного измерения температуры. От влажности среды зависит свежесть продукции, тургор ее клеток. Чем суше воздух, тем быстрее теряется влага из продукции, снижается масса и качество при хранении. Слишком высокая относительная влажность воздуха (ОВВ) опасна тем, что при снижении температуры продукция может отпотеть. Появление капельной влаги на поверхности продукции способствует быстрому развитию гнилостных микроорганизмов и загниванию продукции. Обычно рекомендуется оптимальная ОВВ для хранения овощей от 85 до 95 %. Для постоянной влажности надо поддерживать постоянную температуру в хранилище, особенно в холодильнике. Для измерения ОВВ используют психрометры, а также волосяные, мембранные и электрические гигрометры. Состав газовой среды влияет на характер и интенсивность дыхания плодоовощной продукции при хранении и, в результате, на сохраняемость. Если продукция хранится в герметичных емкостях, то за счет дыхания самих плодов и овощей происходит накопление СО2 и уменьшение количества О2, снижается интенсивность дыхания, замедляется дозревание и старение. Для плодоовощной продукции применяют в основном два режима хранения: в охлажденном состоянии (в условиях термоанабиоза в модификации психроанабиоза) и в охлажденном состоянии с измененной газовой средой (РГС или МГС), то есть в условиях сочетания термоанабиоза с аноксианабиозом. Выбор режима хранения определяется экономической и технологической целесообразностью. На создание второго режима хранения необходимы более высокие затраты, однако они компенсируются его высокой технологической эффективностью. Для хранения плодоовощной продукции применяют два основных способа хранения: полевой и стационарный. Полевой способ хранения картофеля и некоторых видов овощей (капуста белокочанная, столовые корнеплоды) распространен в условиях небольших сельскохозяйственных предприятий, фермерских хозяйств и не требует больших затрат. Это хранение продукции в простейших хранилищах – в ямах, типовых буртах и траншеях; погребах и подпольях; в модернизированных буртах, траншеях и на постоянных буртовых площадках; снегование. Бурты – валообразные удлиненные насыпи овощей или картофеля, уложенные на грунте (на поверхности земли или в неглубоком длинном котловане) и укрытые термо- и гидроизоляционными материалами (см. рисунки 8,9). Траншеи – канавы, вырытые в грунте, в которые засыпают или укладывают овощи и картофель, а затем также укрывают. При правильной закладке картофеля и овощей в бурты и траншеи и надлежащем уходе за ними хранение может быть вполне успешным. Используют в основном в южных регионах. Для укрытия траншей и буртов чаще всего применяют землю и солому с чередованием в два-три слоя. Толщина укрытия обусловлена погодными условиями и видом продукции.  1 - приточный вентиляционный канал; 2 – картофель; 3 – буртовой термометр; 4 – солома; 5 – первоначальный слой земляного укрытия; 6 – земляное укрытие; 7 – обводная канава. Рисунок 8 - Схема бурта для хранения картофеля  1 - борозда; 2 - пленка; 3 - первый слой тюков соломы; 4 - второй слой тюков соломы; 5 - вентиляционный канал; 6 - картофель; 7 - слой соломы, уплотненный вручную. Рисунок 9 - Поперечный разрез бурта с картофелем: Картофель и овощи (капуста, свекла, морковь) размещают в буртах и траншеях следующими способами: насыпью с переслойкой землей или песком; насыпью без переслойки (с приточно-вытяжной или активной вентиляцией). Бурты и траншеи оборудуют различными системами вентиляции: приточно-гребневой, трубной, приточно-вытяжной или активной (см. рисунок 10). Наиболее простая – приточно-гребневая. Для устройства приточно-вытяжной вентиляции применяются приточные и вытяжные трубы, по дну траншей и буртов выкапываются неглубокие вентиляционные канавки, которые укрывают решетками. Система активного вентилирования (при помощи вентиляторов) применяется в основном в крупногабаритных буртах. Эффективность полевого способа хранения и возможности поддержания оптимального режима во многом зависят от погодных условий в осенне-зимний период. Это наиболее дешевый способ хранения картофеля и овощей. Обычные бурты и траншеи имеют серьезные недостатки: высокую трудоемкость, трудность регулирования режима хранения, недостаточную вместимость. При хранении корнеплодов и лука хорошие результаты получают, размещая продукцию в буртах и траншеях – в ящиках. Ящики устанавливают в бурт таким образом, чтобы в основании его получались 1-2 проточных вентиляционных канала. Ширина таких буртов больше, чем типовых. Использование тары при буртовании несколько снижает затраты труда. Кроме того, в этих сооружениях складываются лучшие условия хранения и потери уменьшаются.  1 - глухой бурт; 2 - бурт на приподнятом настиле и траншея с охлаждаемым дном; 3 - бурт с приточным каналом; 4 - бурт и траншея с воздушной рубашкой (постоянным укрытием); 5 - бурт с приточными и вертикальными вытяжными каналами; 6 - бурт с горизонтальным гребневым вытяжным каналом. Рисунок 10 - Схема вентиляции буртов и траншей 10 Лекция. Стационарный способ хранения картофеля, овощей и плодов Содержание лекции: - виды плодоовощехранилищ. Режимы хранения в плодоовощехранилищах. Системы вентиляции в хранилищах. Цель лекции: - ознакомление с различными типами хранилищ и поддержанием режимов хранения в них. Изучение различных систем вентиляции в хранилищах. Основным способом хранения большей части картофеля и овощей, всех плодов и ягод, является стационарный способ – в специально построенных хранилищах. При этом способе имеется значительно больше возможностей для поддержания оптимального режима хранения. Капитальные или специализированные хранилища представляют собой деревянные, кирпичные или сборные железобетонные конструкции, вместимость их от 200 до 10 000 т продукции. Крупные хранилища более экономичны для больших партий плодов и овощей: затраты на единицу хранящейся продукции в случае полной загрузки в них меньше, чем в мелких хранилищах. В сельскохозяйственных предприятиях более рационально строить хранилища малой и средней вместимости. Плодоовощехранилища бывают наземные, полузаглубленные и заглубленные в грунт. Углубление стабилизирует температуру и влажность. В районах с зимней температурой наружного воздуха до минус 20 0С используют наземные хранилища, в районах с температурой минус 30-40 0С - полузаглубленные и заглубленные. Их также классифицируют по видам продукции: картофеле-, корнеплодо-, капусто-, луко-, плодо- и универсальные (комбинированные) для хранения нескольких видов продукции. Большинство хранилищ одноэтажные, прямоугольные. Но есть хранилища двухэтажные, например, для семенного картофеля. Наиболее удобные хранилища – холодильники. При стационарном способе хранения плодоовощную продукцию размещают: в закромах хранилища, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией; насыпью в крупных закромах, оборудованных активной вентиляцией; сплошной насыпью (навалом) в хранилищах, оборудованных активной вентиляцией; в таре на поддонах в штабелях и в контейнерах в хранилищах с принудительной вентиляцией; в ящиках, контейнерах с полиэтиленовыми вкладышами; в полиэтиленовых контейнерах с силиконовыми вставками; в полиэтиленовых мешках, пакетах и др. Важнейшее условие успешного хранения плодоовощной продукции – устройство вентиляции. Своевременный и достаточный обмен воздуха в хранилищах позволяет создать оптимальные режимы как по температуре, так и по относительной влажности воздуха. Хорошая вентиляция позволяет предупреждать подмораживание продуктов или быстро снизить температуру в помещении. По системе поддержания режима хранения выделяют хранилища с вентиляцией (приточно-вытяжной (естественной), принудительной и активным вентилированием), с искусственным охлаждением (холодильники) и с отоплением. Основным оборудованием для поддержания режима хранения в хранилищах являются вентиляционные и холодильные установки, устройства для создания и регулирования заданного состава газовой среды, средства автоматического управления работой вентиляционным, отопительным, холодильным и другим оборудованием. Система приточно-вытяжной вентиляции состоит из приточных и вытяжных труб и вентиляционных люков (см. рисунок 11,1). Принцип действия естественной вентиляции основан на законах тепловой конвекции. Воздух при нагревании расширяется, становится менее плотным и движется вверх, а более холодный и плотный - вниз. В результате этого создается тяга. Скорость движения и давление воздуха тем больше, чем больше разность температуры в хранилище и снаружи, т.е. эффективность приточно-вытяжной вентиляции зависит от разности температур воздуха в хранилище и атмосферного. При разности температур менее 4 0С вентиляция практически не работает. Поэтому осенью вследствие незначительной разницы между температурой атмосферного воздуха и температурой продукции естественная вентиляция не обеспечивает быстрого охлаждения. Приточные каналы защищают от проникновения через них в хранилища грызунов, а вытяжные – от птиц.  1 - естественная; 2 - принудительная; 3 - активное вентилирование. Рисунок 11 - Системы вентиляции хранилищ Принудительная вентиляция (см. рисунок 11,2) более совершенная система. Воздух в хранилище подается вентиляторами, а удаляется через вытяжные каналы в результате создающегося напора. Иногда вентиляторы устанавливают и в вытяжных каналах. Системой принудительной вентиляции оборудуют средние и крупные хранилища, так как в них не удается поддерживать нужный режим за счет естественной вентиляции. Эту систему побудительной общеобменной вентиляции используют при хранении продукции в таре. При этом должно быть обеспечено равномерное обмывание воздухом каждого контейнера или ящичного поддона с продукцией. Принудительную вентиляцию используют также при хранении продукции на стеллажах, а иногда при хранении картофеля или овощей в небольших закромах. Самой совершенной системой является система активной вентиляции (см. рисунок 11,3). Она позволяет быстро устанавливать требуемые параметры воздуха в помещении, обеспечивающие оптимальные условия хранения и прохождения необходимых процессов (лечебного периода, обсушки продуктов и т.д.). В хранилищах с активным вентилированием потери массы качества продуктов в 2-3 раза ниже по сравнению с обычными условиями. Увеличивается и срок хранения. Простейшая система активного вентилирования включает: приточную шахту для забора атмосферного воздуха и вентиляционную камеру; рециркуляционный воздухопровод (с клапаном) для забора в систему воздуха хранилища; осевые или центробежные вентиляторы; магистральный воздухопровод и распределительные воздухопроводы (каналы) с клапанами; вытяжные шахты. На рисунке 12 приведена схема активного вентилирования, которая состоит из приточной шахты для забора наружного воздуха; смесительной камеры, куда поступает наружный воздух через приточную шахту и внутренний воздух хранилища через рециркуляционный воздуховод. Соотношение воздуха, поступающего из хранилища, и наружного регулируют заслонкой смесительной камеры, при этом возможны различные варианты.  1- приточная шахта; 2 - рециркуляционный воздуховод; 3 - смесительная камера; 4 - заслонка смесительной камеры; 5 - воздуховод смешанного воздуха; 6 - центробежный вентилятор; 7 - подпольный раздаточный канал; 8 - пол. Рисунок 12 - Схема активного вентилирования Система активной вентиляции отличается от принудительной вентиляции тем, что при обеспечивается подачу воздуха непосредственно через массу продукции снизу вверх, При этом наружный воздух или его смесь с внутренним нагнетается в массу насыпи картофеля или овощей снизу, холодный воздух проходит через слой продукции, охлаждает его, забирает влагу и выходит в верхнюю зону хранилища, откуда отводится вытяжной вентиляции (см. рисунок 13). В результате этого удается значительно быстрее охладить, отеплить, обсушить картофель и овощи; создавать почти одинаковые условия как в нижней, так и верхней части хранилища (температуры, влажности и газового состава среды), не опасаясь возникновения самосогревания и отпотевания; увеличить высоту насыпи и высоту укладки продуктов, хранящихся в таре. В результате более экономично используется объем хранилищ, снижаются в 2-3 раза потери по сравнению с обычными условиями и увеличивается срок хранения. Затраты на оборудование хранилищ установками активного вентилирования окупаются за 1-3 года. Работу активного вентилирования автоматизируют при помощи датчиков температуры (термопар, термометров сопротивления). По их сигналам вентиляторы включаются и выключаются, заслонки в смесительной камере устанавливаются в нужном положении. Датчик для измерения относительной влажности воздуха – гигристор – позволяет обнаруживать очаги болезней в продукции. Над очагом заболевания (0,5÷1 м) влажность воздуха повышается примерно на 10 %. Такие места и указывают гигристоры, подвешенные над картофелем или овощами в разных зонах хранилища. Для полного использования возможностей активного вентилирования в системе должен находиться калорифер для подогрева воздуха, что особенно важно зимой.  1 - насыпь продукции; 2 - вентилятор; 3 - увлажнитель воздуха; 4 - магистральный воздуховод; 5 - подогреватель воздуха, верхней зоны; 6 - вытяжная шахта с заслонкой; 7 - воздухоохладитель; 8 - смесительный клапан; 9 - забор наружного воздуха; 10 - забор внутреннего воздуха; 11 - приточная шахта. Рисунок 13 - Активная вентиляция при размещении продукции в насыпи Внедряются установки для активного вентилирования с автоматическим регулированием температуры и влажности воздуха по заданному режиму. Активное вентилирование способствует лучшему сохранению картофеля и овощей также потому, что дает возможность быстро обсушить мокрую продукцию, убранную в дождливую осеннюю погоду. 11 Лекция. Хранение плодоовощной продукции в холодильниках и газовых средах Содержание лекции: - холодильники. Системы охлаждения камер хранения. Типы газовых сред. Газогенераторная установка. РГС. МГС. Цель лекции: - ознакомление с различными системами охлаждения и типами газовых сред. Изучение принципа действия газогенераторной установки. Строительство холодильников обходится значительно дороже обычных хранилищ, но они быстро окупаются. Холодильники включают камеры хранения, отделение товарной обработки продукции, машинное отделение и подсобные помещения для обслуживающего персонала. Холодильники обычно выполняют одноэтажными наземными зданиями, но в крупных городах строят сооружения в 5-7 этажей. В холодильниках используются компрессорные холодильные установки, представляющие собой замкнутую систему, состоящую из компрессора, испарителя (рефрижератора), конденсатора и регулирующего вентиля. Охлаждение продукции осуществляется за счет изменения агрегатного состояния хладагента (фреон, аммиак), имеющего низкую отрицательную температуру кипения. Хладагент вскипает в испарителе, находящемся в холодильной камере, и при этом забирает тепло от продукта. Затем он компрессором перекачивается в конденсатор, где под давлением переходит в жидкое состояние, отдавая при этом тепло. Регулирующий вентиль – это клапан, отрегулированный на поддержание перепада давления между испарителем и конденсатором. Применяют две основные системы охлаждения камер хранения: непосредственную и рассольную (см. рисунок 14).  1 - конденсатор; 2 - испаритель; 3 - регулирующий вентиль; 4 - бак с рассолом; 5 - насос; 6 - батарея охлаждения. Рисунок 14 - Схема непосредственного (а) и рассольного (б) охлаждения камер В первом случае жидкий хладагент поступает в батареи, размещенные в камерах, и испаряется в них, тем самым охлаждая окружающий воздух. Такая система проста, экономична, однако она имеет недостаток: если нарушается герметичность батарей или подводящих труб, пары хладагента могут попасть в камеру и вызвать ожоги плодов и овощей. Во втором случае испаритель холодильной установки помещают в емкость с промежуточным хладоносителем – раствором хлористого кальция или этиленгликолем. Холодный рассол подается насосом в охлаждающие батареи, размещенные в камерах холодильника. При этом способе исключено попадание хладагента в камеры хранения. Благодаря большой вместимости системы хладоносителя можно останавливать компрессор для осмотра и ремонта. Но для рассольного охлаждения требуется больше труб, поэтому оно дороже. Кроме того, при данном способе тратится больше энергии, чем при непосредственном охлаждении. Хранением в регулируемой газовой среде (РГС) считают хранение плодов в среде с определенной концентрацией СО2 и О2 при определенной температуре. В типовых проектах холодильников 25 % объема отводят под камеры, оборудованные газогенераторными установками, обеспечивающими стабильное поддержание температурно-влажностного режима и состава газовой среды. Газовые среды подразделяют на три типа: нормальные, когда сумма процентов СО2 и О2 составляет 21 % (например, СО2 – 5 % и О2 – 16 %); с низким содержанием кислорода (до 3-5 %), а количество СО2 (3-6 %); субнормальные, когда резко понижена концентрация О2 (1-1,5 %), а содержание СО2 – 0-2 %. Однако следует учесть, что очень низкие концентрации О2 и предельно высокие концентрации СО2 могут приводить к отрицательным последствиям: появлению ожога поверхностных тканей, пухлости плодов, образованию водянистых пятен на поверхности кожицы, изменению окраски. Газогенераторная установка (см. рисунок 15) действует по принципу сжигания пропана или других горючих газов в смеси с воздухом. Пропан горит в присутствии специальных катализаторов без пламени, в результате сжигания газа О2 воздуха в основном расходуется в процессе горения и образуется смесь, состоящая из N2, СО2, небольшого количества О2 и паров воды. Эту смесь в специальных установках освобождают от ненужных примесей, излишнего количества СО2 и охлаждают. В результате получается атмосфера нужного состава, которую подают в камеры. Нужный состав газовой среды в хранилище автоматически поддерживают специальные устройства и проверяют газоанализаторами. Строгая газонепроницаемость хранилища не обязательна, но необходима для экономии энергии. Под модифицированной газовой средой (МГС) понимают изменение состава воздуха в хранилище или в упаковке за счет дыхания овощей, плодов, в результате чего содержание СО2 в окружающей овощи атмосфере увеличивается, а О2 снижается. Этот способ изменения газовой среды не такой определенный как РГС, значит, не такой надежный.  1 - вентилятор; 2 - газовая горелка; 3 - камера сгорания; 4 - водяной охладитель; 5 - кран; 6 - скруббер; 7 - камера хранения; 8 - сборник конденсата; 9 - баллоны с газом; 10 - клапан; 11 - регулятор подачи газа; I - подача воды; II - вывод атмосферы; III - отвод воды. Рисунок 15 - Газогенераторная установка Существуют несколько способов создания МГС для хранения плодов. В полимерных селективно-проницаемых пленках: в мелких упаковках (полиэтиленовых пакетах и мешках), в ящиках с полиэтиленовыми вкладышами, контейнерах-мешках с диффузионными вставками, под полиэтиленовыми накидками с силиконовыми вставками (газообменником). В них накапливается соответствующее количество СО2 и поддерживается необходимый уровень содержания О2, позволяющие сохранить плоды и овощи лучше, чем без упаковки. В упаковках с силиконовой вставкой накапливающийся СО2 быстрее диффундирует наружу, а потребляемый на дыхание О2 – внутрь емкости (см. рисунок 16). Подбирая размер силиконовых мембран, в герметичных упаковках создают и поддерживают оптимальный состав газовой среды в течение всего периода хранения. Когда мембрану из силиконовой резины вклеивают в боковую стенку этого контейнера, состав атмосферы в разных его зонах различен, из середины зоны таких крупных упаковок затруднен отвод тепла. В устройстве, названном теплогазообменником, мембрана из селективно-проницаемой пленки заключена в лопастный перфорированный корпус из листового полистирола. В процессе загрузки контейнера такое устройство устанавливают вертикально посередине, внизу и вверху теплогазообменника пленку затягивают жгутами так, чтобы отверстия его сообщались с атмосферой хранилища (см. рисунок 17). При помощи такого теплогазообменника отводятся тепло и СО2, поступает О2, в результате в насыпи хранящейся продукции создаются одинаковые условия и потери составляют 3-4 %.  1 - полиэтиленовая пленка; 2 - газообменник; 3 - поддон; 4 - трубка с зажимом для взятия проб атмосферы на анализ; 5 - ящик с продукцией; 6 – горловина. Рисунок 16 - Крупногабаритный полиэтиленовый контейнер с силиконовым газообменником  1 - вкладыш; 2 - теплогазообменник; 3 - стенка контейнера; 4 - селективно-проницаемая мембрана. Рисунок 17 - Контейнер с полиэтиленовым вкладышем и теплогазообменником Хранение в МГС и РГС позволяет снизить потери в 2-3 раза, увеличить сроки хранения плодоовощной продукции от 2-3 до 6-8 месяцев, но не все виды и сорта способны сохраняться в таких условиях. Находит применение метод хранения при пониженном атмосферном давлении, особенно при хранении в специальных контейнерах и трейлерах. Теоретическая посылка этого метода заключается в том, что если создать в камере пониженное по сравнению с атмосферным давление, то снизится парциальное давление газов, входящих в состав воздуха. В разреженной атмосфере можно получить концентрацию СО2 около нуля и О2 около 4 %, т.е. благоприятную для хранения многих плодов и овощей в РГС. При пониженном давлении температура и влажность регулируются весьма точно, причем заданные пределы одинаковы во все объеме продукции, поэтому овощи сохраняются значительно дольше, чем при обычных способах хранения. |