PUBBLICAZIONI - Relazioni presentate ai convegni

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Prevenzione del decadimento qualitativo di Actinidia
Chinensis (cv Hayward) conservata in Atmosfera Controllata
con depurazione ionizzante in continuo

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Martedì 06 dicembre 2011, presso l'azienda francese «GAEC des fruits de Bourgogne» gestito dal sig. Geoffroy è avvenuta l'apertura di moduli JANNY MT contenenti 300 kg. di pere Conference.

Circa 30 persone hanno partecipato all'evento, tra cui persone provenienti da Polonia, Olanda, Svizzera, Italia e Germania, seguendo con interesse la presentazione tecnica del sig Gratadour, Direttore Tecnico di Rhône Chamber of Agriculture.
Dopo 100 giorni di conservazione, l'apertura dei moduli Janny MT ha mostrato i buoni risultati ottenuti e l'evoluzione della sperimentazione. Vi sono stati molti scambi tecnici e confronti tra la frutta conservata in freddo ordinario e quella conservata con i moduli Janny MT.
Questo incontro ha messo in evidenza diversi fattori chiave per realizzare una conservazione di successo con moduli MT Janny su pere.

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NUOVI SVILUPPI NELLA CONSERVAZIONE DELLE MELE IN ATMOSFERA CONTROLLATA DINAMICA CON APPLICAZIONE DI STRESS GASSOSI RIPETUTI E CONTROLLATI

Livio Fadanelli (1), F. Zeni (1), L.Turrini (1), P. Barchetti (1), P. Matte’ (2), L. Buglia (2)


(1) Centro di trasferimento Tecnologico FEM-IASMA S.Michele all’Adige (Trento) ITALY, Via E.
Mach 1-38010 San Michele all’Adige-Italy
(2) Fruit Control Equipments, Via R. Luxemburg 55-20085 Locate di Triulzi– Italy

Riassunto:
Le prime esperienze eseguite dall’ U.O. Frutticoltura Segmento Conservazione del Dip.VRP, sono iniziate in Trentino già verso l’ anno 2000 con prove applicative di impiego della tecnica ILOS (Initial Low Oxygen Stress) sulle celle commerciali di mele delle varietà Red Delicious , Cripps Pink e Granny Smith.
Fin da subito i risultati furono incoraggianti in particolare per gli esiti ottenuti in merito al controllo del RISCALDO COMUNE (Scald) ed al mantenimento della qualità (Durezza della polpa ed Acidità totale) anche dopo 210 gg di conservazione in A.C. U.L.O. +I.L.O.S. e 10 gg di shelf life.
(Mattè P.-Fadanelli L. et altri: ILOS+ULO AS A PRACTICAL TECHNOLOGY FOR APPLES SCALD PREVENTION 5th International Postharvest Symposium , Verona Italy 2004
Nel 2007 e nel 2008, le prove sono continuate con applicazione su 10 celle commerciali,dotate di adeguate soluzioni tecnologiche per il mantento ed il controllo delle condizioni di stress, presso 4 Cooperative. L’ abbinamento della tecnica I.L.O.S. e della ripetizione degli stress gassosi in 2-3 momenti durante il periodo di conservazione no di fatto prodotto una Atmosfera Controllata di tipo Dinamico (DCA). Gli stress gassosi consistono nel mantenere per un certo periodo di tempo (8-15 giorni) in cella le seguenti condizioni : O 2 0,5-0,7 % e CO 2 < 1 %. A determinare il termine del periodo di stress e quindi a far ripristinare i parametri gassosi tipo U.L.O. (O 2 1-1,3 % e CO2 1,0-1,3 %), è il livello di alcool etilico accumulato nella polpa dei frutti, determinato su un campione rappresentativo (20 mele) con cadenza settimanale.Le metodiche di determinazione dell’ alcool etilico (in GC e per reazione enzimatica) sono state messe a punto per ottenere valori ripetibili ed affidabili. E’ stato verificato che se i livelli di alcool etilico non superano una determinata soglia, ripristinando nella cella i parametri respiratori normali, i contenuti in alcool regrediscono fin quasi alla scomparsa totale e quindi senza alterare il gusto delle mele. I risultati ottenuti nel 2007, e confermati anche nel 2008, hanno portato per le cv Red Delicious e Granny Smith,ad un totale controllo della fisiopatia dovuta al RISCALDO COMUNE fino a dopo 8 mesi di conservazione senza alcun trattamento chimico preventivo, oltre al mantenimento di requisiti di ottima qualità anche durante le fasi commerciali della distribuzione.(Shelf Life di 10-15 gg.)


Introduzione: Dalle esperienze maturate con l’ applicazione della tecnica I.L.O.S. su grandi volumi di mele e celle di tipo commerciale fin dall’ inizio degli anni 2000, i cui risultati sono stati pubblicati, (Mattè P. -Fadanelli L. et al ILOS + ULO AS A PRATICAL TECHNOLOGY FOR APPLES SCALD PREVENTION), nel corso degli anni 2007-2009, la tecnica si è evoluta con la realizzazione non più di un solo stress iniziale ma con la ripetizione delle fasi di stress in maniera dinamica per più volte nel corso dell’ intero periodo di conservazione. Tale tecnica ( SWINGLOS ) applicata ancora su celle commerciali dotate di impianti realizzati dalla Ditta Fruit Control Equipments Italy, ha permesso di conservare in situazioni diverse corrispondenti a diverse aree di produzione mele delle cv.Red Delicious, Granny Smith e Pink Lady fino a 8 mesi + 10 gg di shelf life , esenti da comparsa di riscaldo e di imbrunimento della polpa , con ottimi requisiti di qualità( Rizzolo.A., Vanoli.M., Visai.C., Fadanelli.L. 1997 ), e( Visai.C., Vanoli.M., Fadanelli.L. 1997 ). A determinare l’ inizio e l’ interruzione dei periodi di stress gassoso è stato messo a punto un metodo di misurazione dell’ alcool etilico accumulato nella polpa dei frutti, su un campione rappresentativo (20 mele) prelevate periodicamente dalle stesse celle.Le condizioni di stress gassoso( O2=0,5 – 0,7% and CO2 = < 1%) sono state realizzate , grazie a particolari dotazioni impiantistiche (Generatore di N2 ed assorbitore di CO2 di elevata potenza), ed a particolari requisiti di tenuta ai gas delle celle (25-22 mm di c.d.a. in 30 ‘), vedi foto 1. Le esperienze applicative, hanno permesso di individuare delle soglie di accumulo di alcool tali da indicare l’ interruzione delle condizioni di stress, riportando poi le mele in condizioni di ricupero del metabolismo respiratorio onde permettere lo smaltimento dell’ alcool accumulato.
La ripetizione di tale tecnica in maniera dinamica per 2-3 periodi (di 10-20 gg ogni volta) nel corso della conservazione, ha dimostrato di ottenere il totale controllo del riscaldo comune anche su cv molto sensibili come Granny Smith e Red Delicious. Ha inoltre aperto interessanti risultati anche per il controllo di Internal breack- down sulla cv Cripps Pink.


Materiali e metodi: le prove applicative della nuova tecnica a stress gassosi ripetuti e controllati, si sono svolte presso strutture Cooperative in celle di media –grande capacità (350-400 ton.) adibite alla conservazione di mele prodotte e conferite da frutticoltori associati.
Allo scopo di permettere un controllo sperimentale delle prove, 4 lotti di mele di 1000 frutti per ciascuna cv, sono stati divisi in 2 parti e conservati oltre che nelle celle a tecnica dinamica di L.O.S./Low Oxygen Stress), anche in celle con formule AC U.L.O. pere le cv Red Del e Granny Smith (O2 = 1-1,3%, CO2= 1,0-1,3%), e con formula in A.C convenzionale per la cv Cripps Pink Per l’ applicazione della tecnica dinamica L.O.S.,i requisiti richiesti per il riempimento delle celle erano:


- mele a maturazione uniforme, della medesima varietà (evitare la mescolanza di cloni spur e standard), consegnate entro i primi 7 giorni della finestra di raccolta indicata dal servizio di consulenza (sito www.iasma.it), - carico cella del 25 % con 250-260 kg/m3, con raffreddamento uniforme e raggiungimento della temperatura desiderata interno polpa entro 5-6 giorni dall’ inizio carico, - predisposizione di un campionamento rappresentativo di tutti i lotti di mele presenti nella cella (4-5 mele per lotto fino a preparare un mix di 4-5 casse di mele ), da posizionare davanti al finestrino di ispezione.

Il I° abbassamento del livello di ossigeno (stress iniziale)è stato realizzato entro 5-7 giorni dalla chiusura della cella alle condizioni di O2 0,4-0,5 %, mantenendo i livelli di CO2 < 1 % e a seconda della varietà :Red Delicious 0,8-0,9 %, Granny Smith 0,7-0,8 %,Kripps Pink 0,5-0,7 %.
Dopo 7 giorni dall’ inizio dello stress gassoso sono iniziati i primi controlli a campione per la misura dell’ alcool etilico accumulato, su campioni di 20 frutti, e le stesse analisi sono continuate ogni 7 giorni, fino al termine del periodo di stress.
Il livello di alcool etilico rilevato ha permesso di volta in volta di continuare o di interrompere gli stress gassosi anaerobici.
Indicativamente, le soglie massime di etanolo da noi verificate come tollerabili dalle diverse cv di mele e tali da rendere ancora reversibile l’ accumulo senza alterare il gusto ed il sapore delle mele stesse,sono riportate in tab.1.
E’ avvenuto così che i periodi di stress sono stati regolati per durata in funzione dei livelli di alcool etilico misurato su campioni di 20 mele prelevate di volta in volta dalle celle, permettendo di fatto di realizzare atmosfere controllate di tipo dinamico, con bassi livelli gassosi di O2 e CO2.
Al termine di ciascun periodo di stress le condizioni di atmosfera controllata nelle sono state riportate a valori tipici U.L.O. (O2 = 0,9-1-%, CO2= 0,8-1,0-1,3%) a seconda della cv. Interessata.


Determinazione del contenuto dell’ alcool etilico nei frutti:
Rappresenta il punto cruciale di tutto il sistema ed è l’ indicatore del comportamento metabolico dei frutti durante gli stress gassosi, per cui le analisi a campione vanno eseguite con attenzione.
Il metodo di analisi adottato è stato inizialmente quello messo a punto dal laboratorio FEM-IASMA con tecnica in GC-FID dopo centrifugazione del campione in alcool terbutilico e successiva iniezione in colonna impaccata in vetro riempita con il 0,2% di fase stazionaria CW 1500 su Carbopack C, 60-80 mesh (Supelco Inc.).Le condizioni strumentali erano :
T detector (FID) = 180°C
T injector = 180°C
Gas di trasporto = azoto; flusso = ca.30 ml/min;
Per la fiamma: flusso aria = ca. 300 ml/min; flusso idrogeno = ca. 20 ml/min.
Programmata di temperatura del forno: Ti= 40 °C; ti = 3 min; rateA = 6 °C/min; TfA = 160 °C;
tfA = 10 min.; rateB = 10°C/min; TfB =170°C; tfB = 20 min.;Attenuazione: 20; range = 100Q

Successivamente,dall’ annata 2008 il metodo interno in GC è stato sostituito da un metodo a determinazione dell’ alcool etilico nel succo per reazione enzimatica, più veloce e di facile applicazione.
L’ applicazione contemporanea delle due metodiche ha permesso di confrontare i risultati ottenuti e di stimare l’ errore analitico del metodo enzimatico, che si è dimostrato costante e ripetibile (vedi grafico)


Ripetizione dei periodi di stress: al termine dei I° periodo di stress, dopo aver riportato le mele alle condizioni aerobiche (O2 > 0,9 %), dopo qualche settimana in seguito al controllo ed alla verifica dei livelli di etanolo (vedi grafici), si riportano le celle in condizioni di stress gassoso per ulteriori 2 periodi con cadenza mensile ( a cavallo dei mesi dicembre-gennaio e febbraio-marzo). Come si può notare , i livelli di etanolo durante questi ulteriori periodi di stress rimangono molto più bassi che nello stress iniziale ed addirittura nel terzo stress non subiscono alcun incremento di livello. E’ fondamentale quindi al termine di ciascun periodo di stress, ripristinare le condizioni di respirazione aerobica allo scopo di riassorbire e metabolizzare gli accumuli di etanolo che si sono creati nella polpa dei frutti.
I periodi di stress successivi a quello iniziale sono stati protratti per 7-10 giorni (vedi grafico)

Controls: The qualitative methods at picking time and at the end of the storage period were applied with validated methods ( Rossier J. Et All., 1998 and Zanella A. and Werth, 2002 ) on randomised lots of fruits , for Pimprenelle analysis to determine:
- firmness ( kg/cm2)
- sugar content (° Brix )
- acidity (Malic acid, gr/l )
- quality index ( Thiault )


The physio-pathological checks on 4 casual randomized lots of 400 apples to the cold room.
were done on:
- evaluation ( % ) of superficial scald affected apples in different times (end storage period and after 10 days shelf life),
- disorders ( % of Internal breakdown etc) after 10 days shelf life at room temperature (20-22 °C) at the end of the storage period for cv Pink Lady.

Durante tutto il periodo di conservazione (7 mesi), ed in particolare durante i periodi di L.O.S. (Low Oxygen Stress), le celle di conservazione erano sottoposte a severi controlli della composizione gassosa (O2%-CO2%-N2%), effettuati con analizzatore di tipo centralizzato (Paramagnetico per O2 ed Infrared per CO2),controllato da apposito software F.C.E. a soglie ed allarmi impostabili e ogni 5 giorni anche con un analizzatore portatile .
La ventilazione in cella prevedeva una antistratificazione con movimento forzato dell’ aria per 15 minuti ogni ora di pausa dell’ impianto frigorifero, tale da portare complessivamente la movimentazione d’ aria pari a 6-7 ore /giorno..
La temperatura di conservazione era pari a 0,8-1 C° per Red Delicious e Granny Smith e pari a 1,3-1,6 C° per Cripps Pink , l’ UR% era pari al 90-95 % per tutte tre le CV.

Risultati: I risultati ottenuti nelle ultime 2 annate sono riferibili all’ applicazione delle formule dinamiche di L.O.S. su 10 celle commerciali di mele/anno , con una quantità di mele conservate pari a ca.3.500 q.li ciascuna.
La conservazione si è prolungata in qualche caso fino a 8 mesi dalla raccolta, e mediamente fino a 7 mesi come evidenziato dai grafici allegati.
Sulla base di precedenti esperienze, tali formule sono state realizzate prevalentemente per ottenere il controllo dello Scald su Red Del. e Granny Smith e per il contenimento di Internal breakdown su Pink Lady.
Tali risultati si sono confermati come appare nei grafici …… con un controllo del riscaldo pari l 98-99% rispetto al testimone NT ed in linea di efficacia pari al trattamento con DPA 31 % (1800 ppm)e conservazione in U.L.O.
L’ incidenza di internal brekdown sulla cv Kripps Pink è stato contenuto dopo 6 mesi di conservazione più 10 gg di shelf life al 1,0 % in confronto al 8,3 % della tesi in AC convenzionale (T°1,5-2 , UR90-93% , O2 1,5-2,0%, CO2 1-1,3 %) (vedi grafico).
Oltre a tali risultati positivi relativi al controllo di importanti fisiopatie, appare evidente come anche la qualità interna delle mele sottoposte a L.O.S. sia migliorata rispetto al testimone di riferimento:
-Durezza : + 0,4 e + 0,8 e 0,…..Kg/cm2 a fine conservazione + 10 gg shelf life rispettivamente per Red Delicious , Granny Smith e Kripps Pink
-Acidità : + 0,5, +0,6 e + 0,…Gr/lt of Malic Acid a fine conservazione + 10 gg shelf life rispettivamente per Red Delicious , Granny Smith e Kripps Pink.
-contenutoi zuccherino °Brix :l’ evoluzione degli zuccheri durante la conservazione, appare più rallentata per la cv Granny Smith, mentre non vi sono interazioni per le cv Red Delicious e Cripps Pink.

In conclusione i requisiti di qualità a fine conservazione e dopo shelf life, sono migliori nelle tesi L.O.S. rispetto ai testimoni.


Conclusioni: l’ evoluzione della tecnica I.L.O.S. applicata già fin dagli anni ’90,(A.B. Truter , J.C. Combrink and S.A. Burger 1994) with the best results obtained particularly in combination with ultra low oxygen (ULO) conditions (C.R.Little et al. 1982 and Wang and Dilley, 2000).ha subito varie evoluzioni e studi in particolare per quanto riguarda gli effetti dell’ etanolo nei confronti del riscaldo superficiale sia quando applicato da solo(Chervin C., Raynal J.,Andrè N., Bonneau A., and Westercamp P., 2001: Combining Controlled atmosphere storage and ethanol vapor sto control superficial scald on apple. Hort Science 36) che in combinazione con stress di ossigeno (Gharhamani F., Scott K.J., and Holmes R.,2000,Effects of alcohol vapors and oxygen stress on superficial scald and red color of stored Delicious apples. Hort Science 35).
Il concetto di applicazione dinamica degli stress gassosi effettuato per mezzo del controllo della concentrazione di etanolo nella polpa delle mele, ha trovato applicazione pratica su vasta scala grazie alle tecnologie (costruzione delle celle,macchine , software) che permettono la realizzazione ed il controllo di atmosfere a bassissimi tenori gassosi in particolare di O2 e CO2 e grazie ad un metodo semplice e veloce per il dosaggio dell’ etanolo nei frutti.
Corrette modalità di campionamento e uniformità delle mele poste in L.O.S., permettono di ottenere ottimi risultati nel controllo del riscaldo superficiale e dell’ imbrunimento interno, oltre che nel mantenere elevati standard di qualità organolettica delle mele così conservate.


RINGRAZIAMENTI
Speciali ringraziamenti vanno ai Sigg Concini Pio e Sabadini Moreno, rispettivamente tecnici frigoristi alla AVN Cooperativa di Casez ( Melinda ) e Salvi Group di Ferrara, per la loro preziosa collaborazione e professionalità data nell’ambito del gruppo di lavoro.
Bibliografia :
Chervin C., Raynal J.,Andrè N., Bonneau A., and Westercamp P., 2001 :Combining Controlled atmosphere storage and ethanol vapor sto control superficial scald on apple. Hort Science 36.
Golding J.B., Zhenyong W., and David R.Dilley: Role of Alcohol dehydrogenase in preventing superficial scald in apples .8°Int.CA Conference Acta Horticolture 600, 2003.
Gharhamani F., Scott K.J., and Holmes R., 2000,Effects of alcohol vapors and oxygen stress on superficial scald and red color of stored Delicious apples. Hort Science 35).
Little, C.R.,Faragher, J.D., Taylor H.S., 1982. Effects of initial low oxigen stress treatments in low oxygen modified atmosphere storage of Granny Smith apples: J.
Amer Soc.Hort Sci. 107, 320-323.
Mattè P, Fadanelli L, Chistè C, Zeni F, Buglia LBoschetti A ILOS + ULO AS A PRACTICAL TECHNOLOGY FOR APPLES' SCALD PREVENTION Acta Horticolture 9° Int.CA Conference VR Rizzolo, A., M. V anoli, Visai C., and Fadanelli L., Ultra- low oxygen storage of “Golden Delicious” apples. Proc.Seventh International Controlled Atmosphere Research Conference. July.
1997 Davis CA ,USA
Truter, A.B. , Combrink, J.C. ,Burger, S.A. 1994. Control of superficial scald in Granny Smith apples bY ultra-low levels of oxygen as an alternative to diphenylamine. J. Hort.Sci. 69, 581-587.
Van der Merwe J.A., Combrink J.C.,Calitz F.J., 2001. Effect of Controlled Atmosphere Storage(CA) after initial Low Oxigen Stress Tratment (ILOS) on superficial scald development on South African-grown Granny Smith and Topred Apples.VIII Int. Controlled Atmosphere Research Confertence 8/13-07-2001 Rotterdam Holland.

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Mattè P., Buglia L.,
Fruit Control Equipments, via R. Luxemburg 55-20085 Locate di Triulzi- Italy
Fadanelli L., Chistè C., Zeni F.
I.A.S.M.A. Istituto Agrario San Michele all'Adige, U.O. Frutticoltura-Conservazione, via E. Mach 1-38010 San Michele all'Adige-Italy Boschetti A.
Istituto di Fotonica e Nanotecnologie,CNR-ITC,Trento,Italy

INTRODUZIONE
L' applicazione sperimentale della tecnica I.L.O.S. per il controllo del riscaldo comune , oltre che per gli effetti benefici sul mantenimento della qualità delle mele , è conosciuta da diversi anni (Truter A.B. Combrink J.C. and Burger S.A. 1994)ed i migliori risultati sono stati ottenuti soprattutto in abbinamento con la conservazione a bassi tenori di ossigeno U.L.O. (Little C.R. et al. 1982 and Wang and Dilley ,2000). Dopo diversi anni (6), di prove a livello sperimentale su piccoli lotti di mele delle cv. Red Delicious e Golden Delicious, e dopo averne effettivamente verificato gli effetti in termini di miglioramento qualitativo (durezza polpa ed acidità ),(Rizzolo A.,Vanoli M.,Visai C., Fadanelli L., 1997), che di efficacia antiriscaldo;(Visai C., Vanoli M., Fadanelli L.,1997), nelle annate 2000/2001; 2001/2002 e 2002-2003, si è pensato di applicare su vasta scala le conoscenze acquisite negli anni precedenti (Mattè P., Buglia L., 1997), sottoponendo a tali tecniche abbinate (I.L.O.S. +U.L.O.), intere celle di mele di oltre 300 ton. della cv.Red Delicious in conservazione presso la Cooperativa A.V.N.Casez situata in Val di Non -Trentino- Italia.
La scelta concordata con i responsabili commerciali dell' O.P. Melinda di cui A.V.N. fa parte, è stata fortemente dettata anche da motivazioni commerciali che avrebbero permesso di porre sul mercato anche dopo alcuni mesi dalla raccolta, mele Red Del. senza residui chimici dovuti a trattamenti antiriscaldo (D.P.A. 31%) . L' eterogeneità delle partite di mele introdotte nella cella, oltre alla delicatezza ed ai rischi del trattamento iniziale in I.L.O.S.,hanno attivato la messa a punto di precise regole di raccolta (data di inizio e di fine), di controllo dell' affidabilità degli impianti (frigo + A.C.), di controllo sulle mele a fine trattamento (livello di alcool etilico nei frutti), e di costante monitoraggio dell' efficacia antiriscaldo sulle mele (test periodici di esposizione all' aria ambiente). In tal senso si sono notevolmente ridotti i rischi soprattutto a carico dei responsabili (frigorista e direttore commerciale), realizzando un sistema di lavoro in sinergia tra impiantisti-costruttori (Fruit Control Equipment), ricerca e consulenza (I.A.S.M.A.), personale addetto alla conservazione ed alla commercializzazione (conduttore frigorista e direzione della Cooperativa Ortofrutticola A.V.N. Casez ). La valutazione dei risultati ottenuti in 3 diverse annate agrarie commerciali (2000/2001 , 2001/2002 e 2002/2003), oltre che nei risvolti commerciali durante la distribuzione post conservazione,mettendo a confronto mele trattate in post raccolta con D.P.A. e mele sottoposte a I.L.O.S.+ A.C., si è estesa anche ad indagini convenzionali di laboratorio (analisi fisico chimiche dei frutti), a verifiche fisio-patologiche (valutazione sull' incidenza del riscaldo), ed a studi sui composti aromatici emessi (etilene ed altre sostanze volatili), già oggetto di studi ed approfondimenti interessanti (Lopez M.L. et al. 1998 a-b) ,in abbinamento con una nuova tecnologia di indagine denominata P.T.R.M.S.: Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry (Boschetti A. et al. 2003).

MATERIALI E METODI
Nei tre anni di prove applicate su vasta scala (2000/2001 , 2001/2002 e 2002/2003), si è operato all' interno di un Magazzino Ortofrutticolo Cooperativo (A.V.N. di Casez Val di Non- Trento Italia), utilizzando l' intera quantità di mele cv .Red Delicious, contenuta e conservata in celle commerciali della capienza di ton. 300 circa. Le mele sono state raccolte e conferite dai frutticoltori associati nel rigoroso rispetto della finestra di raccolta consigliata sulla base di test di maturazione settimanali dall' U.O. Frutticoltura- Conservazione dell'I.A.S.M.A. Le date di raccolta nelle due annate erano : nel 2000 dal 26-09 al 30-09, nel 2001 dal 24-09 .al 30-09, nel 2002 dal 17-09 al 21-09. Le tesi messe a confronto sottoponendo a trattamento la quantità totale di mele di ciascuna cella sono state : 1. trattamento antiriscaldo convenzionale (DPA 31 % a 2000 ppm in Drencher) e successiva conservazione in A.C.-U.L.O. (0,9-1 % O2 e 1-1,2 % CO2 T 0,8-1,2 C�, UR % 90-93%), 2. quella del trattamento iniziale I.L.O.S. ( 15 gg allo 0,5 % di O2) e successiva conservazione in A.C- U.L.O.alle stesse condizioni precedenti.(vedi grafico 1). Le condizioni di I.L.O.S. e di U.L.O. sulle celle commerciali presso l' A,V.N. sono state ottenute grazie alla dotazione tecnologico-impiantistica disponibile così riassumibile: � raffreddamento veloce del 20 % del contenuto della cella , pari a 60000 kg /giorno, con impianto a refrigerazione indiretta (NH3 + glicole), - caratteristiche di tenuta perfetta alle prove di pressione della cella (30-25 mm H2O in 30 minuti), � disponibilità di generatore di azoto a fibre cave,Tipo Swan con portata di oltre 320 m3 /h di azoto, in grado di permettere un abbassamento dell' O2 rapidissimo dal 21 al 5-6 % (8 ore), con successivo raggiungimento dei valori dello 0,5% in forma biologica, � capacità di assorbimento e mantenimento della CO2 a valori dell' 1 %, pari a kg 25 di CO2 nelle 24 ore, � impianto di analisi gas :O2-CO2 di tipo centralizzato con verifica giornaliera da parte del frigorista con sistema portatile , � elevata capacità professionale del personale addetto alla gestione degli impianti e sensibilità dei responsabili commerciali.

La durata di conservazione nelle tre annate è stata:
2000/2001: 32 settimane +1,
2001/2002: 30 settimane + 1 l,
2002/2003: 27 settimane + 2 e + 3.

Le misure qualitative ed i controlli fisio-patologici, sono stati effettuati predisponendo in ciascuna cella una quantità di mele (4 bins =14 q.li circa),provenienti da una stessa azienda frutticola comprensive di una medesima quantità Testimone non trattato e non sottoposto ad I.L.O.S, ma semplicemente conservata in condizioni di A.C.-U.L.O.
I controlli preliminari hanno riguardato :
- misure dell' etilene emesso dai frutti post trattamento (ILOS e ULO+ DPA), - determinazione dell' alcool etilico presente all' interno delle mele a fine trattamento (-ILOS e ULO+ DPA), - valutazione visiva della presenza di riscaldo comune sui frutti prelevati periodicamente dalle celle allo scopo di individuare eventuale necessità di apertura controllata della cella e vendita delle mele ivi contenute.

I controlli qualitativi ad inizio e fine conservazione seguendo metodiche già validate (Rossier, J. Et al. 1998 e Zanella, A. e Werth 2002), sono stati effettuati su lotti di 400 frutti prelevati casualmente e suddivisi in 4 frazioni, sottoposto ad analisi con Pimprenelle per la determinazione di :
- durezza della polpa in Kg/cm2,
- contenuto in zuccheri �Brix,
- tenore di acidità gr/lt ac.malico,
- indice di qualità Thiault.,
- nell' annata 2001-02, in tre diversi momenti durante la conservazione, sono state valutare con metodo PTR-M;S le componenti volatili emesse dalle mele .

Il controllo fisio-patologico ha riguardato la valutazione % della presenza di mele affette da riscaldo di diversa gravità (lieve <30 % superficie buccia,medio 30-60 %, grave >60 %), la % di attacchi fungini, disfacimento ecc. dopo aver esposto le mele per 7+7 gg. a temp. ambiente (20-22 C�) dalla fine del periodo di conservazione

RISULTATI

Annata 2000-2001
Controllo del riscaldo : come si puo' vedere in Fig. 1 , all' apertura delle celle dopo 32 Weeks di conservazione, il trattamento ILOS+ULO ed ULO+DPA hanno mantenuto la medesima attività antiriscaldo (Scald 0,25-0,00 %),rispetto al controllo su un testimone non trattato con DPA dove la % di Scald totale era pari al 35,7% . Dopo 1 e 2 settimane di esposizione delle mele a T� ambiente, nella tesi ILOS+ULO si nota un incremento dell' incidenza di riscaldo totale (10,5- 20,5 %) e di gravità di comparsa (0-6,3 % severe, 0-3,7-6,5 medium).Nelle medesime condizioni, la tesi ULO+DPA mantiene un buon controllo del riscaldo totale anche dopo 2 Week (5,5% Scald) , pur con un leggero incremento di gravità (0-0,25 % medium and severe).Nel testimone non trattato con DPA, la % di Scald totale ed il grado di incidenza aumentano progressivamente dal momento dell' apertura della cella fino a 2 Weeks di esposizione a T� ambiente (Total scald da 35,7 a 79,9 % e livello % di incidenza da 13,2- 21,6 slight, da 10,2 a 23,2 medium, da 12,3 a 35,1 severe).

Altre patologie: la tesi ILOS+ULO contiene l' incidenza % di attacchi fungini (Gloeosporium spp.,Monilia spp., Penicillium spp., ), anche dopo 2 Weeks di esposizione dei frutti (0,5%), mentre nelle altre due tesi la % di mele affette da attacchi fungini si attesta su % più elevate (2,1 and 2,8 %) .

Qualità parameters ( parametri qualitativi ): i parametri di qualità fisico -chimici sono stati rilevati in tre distinti momenti : alla raccolta, dopo 32 W di conservazione , dopo 32 W di conservazione + 1 W di esposizione in ambiente, con i seguenti risultati : Flesh firmness ( durezza ): il decremento rispetto ai valori rilevati alla raccolta risulta essere inferiore sia in ILOS+ULO che in ULO+DPA,rispetto alla tesi ULO-TEST soprattutto dopo 32+1 W (6,8 e 6,5 kg /cm2 rispetto a 5,9 kg/cm2).
Soluble solids ( zuccheri ): l' incremento naturale di S.S. �Brix durante il periodo di conservazione , non pare influenzato dai trattamenti effettuati soprattutto dopo 32+1 W.
Acidità ( acidità ): al termine del periodo di conservazione, le mele sottoposte a trattamento ILOS+ULO, avevano un tenore in gr/lt di acido malico (5,6), nettamente superiore a quello delle altre due tesi (4,1-4,1), che hanno mantenuto anche dopo 32+1 W (4,3 gr/lt ILOS+ULO, 4,0 gr/lt ULO+DPA, 3,8 gr/lt ULO-TEST). Quality index ( indice qualità ) : l' indice di qualità I.THIAULT così calcolato come indicato da Alavoine F., et Al. 1988, evidenzia un valore di qualità significativamente più elevato nelle mele sottoposte ad ILOS+ULO sia a 32 W che a 32+1 W, rispetto alle altre due tesi ( Fig. 6 ). Internal ethylic alcool ( contenuto alcolico ): la determinazione del contenuto in alcool etilico nella polpa delle mele è stata effettuata per capire il livello di rischio di anossia a cui le celle di mele erano sottoposte alla fine del trattamento ILOS.Il contenuto in alcool etilico è stato valutato dopo estrazione da un campione di mele (1,5 kg) con GC- HPLC. Il contenuto in etanolo , è risultato elevato (140 ppm) alla fine del trattamento ILOS,(15 gg), ma il livello è sceso a 60 ppm dopo ultreriori 10 gg di conservazione ULO. Assolutamente normali (80-40ppm)i livelli di etanolo nelle altre due tesi ULO+DPA ed ULO-TEST.

Annata 2001-2002

Controllo del riscaldo : come si puo' vedere in Fig. 2 , all' apertura delle celle dopo 25 Weeks di conservazione, il trattamento ILOS+ULO ed ULO+DPA hanno mantenuto la medesima attività antiriscaldo (Scald 0,25-0,00 %) Dopo 30 settimane di conservazione+1 di esposizione delle mele a T� ambiente, nella tesi ILOS+ULO si nota un incremento dell' incidenza di riscaldo totale e di gravità di comparsa ma ad un livello pressoch� identico in entrambe le tesi ILOS+ULO and ULO+DPA.(total Scald 8,0 % and 6,0 %). La differenza di un 2,0% in più della tesi ILOS+ULO è dovuta ad una forma di riscaldo superficiale leggero. Altre patologie: l' incidenza di frutti affetti da attacchi fungini è quasi nulla fino a 25 S di conservazione in entrambe i casi osservati (ILOS+ULO and ULO+DPA) La tesi ILOS+ULO contiene l' incidenza % di attacchi fungini (Gloeosporium spp.,Monilia spp., Penicillium spp., ), anche dopo conservazione di 30+1 settimane (Weeks) dei frutti (1,2%), mentre nella tesi ULO+DPA la % di mele affette da attacchi fungini si attesta su % leggermente più elevate (2,2 %).

Quality parameters : come si può notare dai dati in Fig. 7, nell' annata 2001-2002 i parametri di qualità fisico -chimici sono stati rilevati in 4 distinti momenti : alla raccolta, dopo 25 W di conservazione , dopo 28 W di conservazione + 1 W di esposizione in ambiente, e dopo 30 W di conservazione + 1 di esposizione in ambiente, con i seguenti risultati : Flesh firmness: Il valore medio di durezza della polpa, risulta essere significativamente più elevato in tutti i momenti di controllo post raccolta , nella tesi ILOS+ULO, con un decremento minore dalla raccolta in avanti anche dopo 28 e 30 W +1 di esposizione ambiente. (a 30+1 W =6,8 kg/cm2 in ILOS+ULO e 4,8 kg/cm2 in ULO+DPA) Soluble solids: l' incremento naturale di S.S. �Brix durante il periodo di conservazione , non pare influenzato dai trattamenti effettuati fino al periodi di 28+1 W., mentre il livello di zuccheri subisce un incremento significativo nella tesi ILOS+ULO al controllo delle mele dopo 30+1 W. Acidity:durante tutte le fasi di controllo post raccolta (3) nel corso del periodo di conservazione, le mele sottoposte a trattamento ILOS+ULO, avevano un tenore in gr/lt di acido malico (4,8-4,6-4,1), sempre superiore a quello della tesi ULO+DPA (4,4-3,7-3,1 gr /lt ). Il decremento del tenore in acidità delle mele dalla raccolta in poi per 25 settimane di conservazione in ILOS+ULO è stato molto contenuto (-0,3 gr/lt Ac.Malyc) Quality index : l' indice di qualità I.THIAULT così calcolato come indicato da Alavoine F., et Al. 1988, evidenzia un valore di qualità simile per entrambe le tesi, con un valore significativamente più elevato in ILOS+ULO,( per effetto dell' incremento in Soluble Solids % ),al controllo dopo 30+1 W. Internal ethylic alcool : Il contenuto in etanolo, è risultato elevato (125 ppm) alla fine del trattamento ILOS,(15 gg), ma il livello è sceso a 56 ppm dopo ulteriori 10 gg di conservazione ULO. Assolutamente normale (20ppm) il livello di etanolo nelle mele sottoposte alla formula ULO+DPA . In generale i valori di etanolo sono risultati più bassi rispetto all' annata precedente 2000-2001.

Emissione composti volatili ( volatile components emission ) VOC : Lo studio della dinamica evolutiva dell' etilene emesso(ul/kg/h) da campioni di mele sottoposte alle due formule di conservazione, ha messo in evidenza che all' uscita dalla cella i frutti sottoposti a trattamento ILOS +ULO emettono etilene in quantità nettamente più basse (da 3-6 volte meno), rispetto alle mele conservate in ULO+DPA. Le emissioni tendono a rendersi equivalenti durante la shelf- life successiva a T� ambiente di 1+1 settimane (weeks). Gli altri composti volatili emessi dalle mele, sono stati determinati con la tecnica non distruttiva PTR-MS in tre periodi durante la conservazione (dopo 2-5-7,5 mesi di conservazione) con i seguenti risultati : -dopo 2 mesi di conservazione, alcuni composti (mass=M 43 propanolo, M45 acetaldeide, M61 Ac.Acetico, M89 etylacetato, M101 esenale), vengono emessi in quantità maggiore dalle mele sottoposte ad ILOS rispetto a quelle conservate in ULO, -dopo 5 e 7,5 mesi di conservazione si nota una sostanziale riduzione delle quantità emesse e per alcuni di questi composti ( M43, M61, M71(Metyl-butanolo),M89,M103,M117) una inversione di tendenza o una produzione equivalente tra le mele conservate in ILOS+ULO e quelle conservate in ULO+DPA, -con il prolungarsi della conservazione, alcuni composti caratteristici del "profumo " delle Red Delicious (M 101,M131,M145=esteri), vengono emessi con pari intensità sia dai frutti sottoposti ad ILOS +UlO che da quelli conservati in sola A.C- ULO.

Annata 2002-2003

Controllo del riscaldo : come si puo' vedere in Fig. 3 , dall' apertura delle celle fino a 21 Weeks di conservazione + 2 a T� ambiente, il trattamento ILOS+ULO ed ULO+DPA hanno mantenuto la medesima attività antiriscaldo (Scald 0,00 %). Dopo una esposizione di ulteriori 7 giorni a T� ambiente, la tesi ILOS+ULO evidenziava un 6,2 % di Scald di leggera intensità. Dopo 26 e 30 W di conservazione +2 e +3 Weeks di esposizione le mele della tesi ILOS+ULO incrementavano il riscaldo sia in % che in intensità (dal 2,5 lieve al 10,7% grave). Anche la tesi ULO+DPA dopo 30+2 e 30+3 Weeks manifestava la presenza di riscaldo da 1,2 a 3,5 % di intensità lieve-media. Alcool etilico nei frutti e produzione di etilene (Internal etylic alcool and exogenous ethylene production): la tecnica di pre trattamento ILOS, oltre ad indurre un accumulo di alcool etilico nella polpa delle mele, anche se in concentrazione minore rispetto a quanto verificato nelle annate precedenti, è stata in grado di deprimere nelle stesse mele la produzione di etilene esogeno, fino a 3 volte meno rispetto alla tesi ULO+DPA.

DISCUSSIONE
Se i benefici del trattamento ILOS alle mele, sia in termini di miglioramento della qualità che di effetto sulla comparsa del riscaldo sono noti da tempo e diffusamente studiati (Little C.R. 1982, Van Der Merwe et al.2001,Truter A.B.1994, Wang Z.2000,.), non altrettanto si può dire di una applicazione di tale tecnica su scala commerciale, che interessi cioè quantità importanti di mele.(> a 300 ton. ). Le prove di sperimentazione applicata da noi eseguite, hanno dimostrato in questi due anni che ciò è possibile e con risultati interessanti sia per gli aspetti qualitativi e commerciali delle mele che per i minori costi sostenuti rispetto a tecniche alternative (Es. trattamento post raccolta con DPA ). Perch� ciò accada è necessario operare con massima attenzione ed affidabilità sia della parte impiantistica che nei controlli periodici -previsionali.Non va infatti dimenticato che la tecnica ILOS, offre ottime garanzie di prevenzione del riscaldo sul medio periodo di conservazione (23-26 WEEKS),mentre richiede la massima attenzione decisionale sul lungo periodo (28-31 WEEKS). Controlli periodici (a cadenza settimanale) effettuati a campione, abbinati ad indagini analitiche di laboratorio (etilene, VOC, etanolo ecc.), sono in grado di rendere la tecnica di massima affidabilità con i minimi rischi per le mele. La diversa sensibilità climatica al riscaldo delle 3 annate di prove (vedi Fig. 5 ), può infatti permettere di meglio comprendere i risultati ottenuti con l' applicazione dell' ILOS+ULO (Es.nel 2001/2002 e nel 2002/2003) , in confronto con la tecnica ormai diffusa in anche in Trentino della A.C. ULO. In termini operativi pertanto da questo lavoro emerge che: � la scelta dell' ILOS, può rappresentare una risposta "pulita" alla commercializzazione di cv. sensibili al riscaldo come Red Del anche a distanza di 6-7 mesi dalla raccolta,
� le celle da sottoporre a trattamento ILOS devono possedere i requisiti ottimali in fatto di dotazione impiantistica ,tenuta e controllo dei gas, � omogeneità dei lotti di mele depositati in cella, velocità di raffreddamento e di abbattimento dell' O2 ,e della CO2, elevata capacità gestionale degli addetti (frigorista),prontezza nella pianificazione commerciale delle vendite che vanno effettuate entro 8-14 giorni dall' apertura cella,, rappresentano in questo caso requisiti indispensabili in grado di fare la differenza per ottimizzare la tecnica ILOS+ULO,sfruttandone soprattutto i benefici effetti. � Il miglioramento delle caratteristiche fisico chimiche delle mele , l' assenza di residui chimici derivanti da trattamenti post-raccolta, possono rappresentare dei punti strategici di commercializzazione soprattutto per taluni mercati più "attenti".
Il presente lavoro oltre ad aprire nuovi spazi di indagine (Es. studi ulteriori sui VOC, e sui sistemi di previsione di comparsa del riscaldo), può esprimere la validità derivante dalla collaborazione tra la Ricerca e la Consulenza (I.A.S.M.A.), la tecnologia impiantistica (FCE), e l' utenza finale (Coop,va Melinda A.V.N. Casez-Val di Non ,Trento).

RINGRAZIAMENTI
Si ringrazia con l'occasione il responsabile tecnico frigorista, de Concini Pio, della Coperativa Ortofrutticola A,V.N. Casez, per la preziosa collaborazione prestata.
BIBLIOGRAFIA CITATA:
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L'ATMOSFERA CONTROLLATA     
Relazione presentata al convegno del MACFRUT 99: "Nuove tecniche di selezione, cernita, lavorazione, conservazione per la qualità dei prodotti ortofrutticoli " - Cesena, 9 Maggio 1999

      Pierluigi Mattè
      Fruit Control Equipments srl

      La Fruit Control Equipment è un'azienda italiana leader nel settore dell'atmosfera controllata.Fondata nel 1985, la FCE prosegue con successo l'attività della ditta Bonomi della quale ne ha acquisito i marchi nel 1989.La struttura operativa del gruppo è oggi basata su una rete di aziende solide, intercollegate tra loro, che permettono alla FCE elevata agilità operativa, garantendo un prodotto con caratteristiche funzionali di alta qualita', un servizio alla Clientela ineccepibile ed efficienza nell'assistenza, con la messa a punto recentemente di un sistema di video assistenza.

      La FCE opera in Italia, ed esporta tecnologia in quasi tutti i Paesi produttori di ortofrutticoli, in particolare laddove si producono mele, pere, kiwi, uva da tavola, frutti che rappresentano oltre l'80% della frutta consumata.La mela riveste per il settore dell'atmosfera controllata, a tutt'oggi, oltre il 70% degli investimenti, seguita dalla pera e dal kiwi.

      La nostra Azienda è sempre stata all'avanguardia nelle applicazioni di nuove metodologie di conservazione, in alcuni casi varianti od opzioni alla classica AC, identificabili con sigle del tipo ULO( Ultra Low Oxigen ), LECA( Low Ethylene Controlled Atmosphere), ILOS ( Initial Low Oxigen Stress ), RCA ( Rapid C.A. ) D.C.A. ( Dynamic Controlled Atmosphere) ed altre ancora di piu' recente introduzione.

      Per la FCE il rapporto di interrelazione con gli Istituti Universitari, i centri di ricerca operanti nel post-raccolta e gli operatori specifici di settore è importantissimo per permettere una continua innovazione ed una aggiornata seria divulgazione delle tecnologie e delle loro applicazioni. Se prendiamo come esempio i "Disciplinari di produzione integrata- frutticole-orticole-Fase di Post-raccolta" editi dalla Regione Emilia Romagna, troviamo informazioni importanti e utili per gli operatori del settore e le formule di conservazione consigliate, derivanti da pluriennali osservazioni e ricerche sulle problematiche del post-raccolta, fatte sia del Criof che dalle stesse Associazioni di produttori.Ritengo che i disciplinari di post-reaccolta siano applicati da una minima parte dei produttori essendo ancora molti i magazzini figoriferi che si devono adeguare con l'impiantistica esistente.

      Credo inoltre sia necessario stabilire normative chiare, in merito alla terminologia e conseguentemente all' impiantistica di A.C. a livello nazionale e comunque con riferimenti ben precisi a livello internazionale.

      Faccio un esempio: ULO( Ultra Low Oxigne ) puo' indicare lo 0.8%, l'1% l'1,5% di Ossigeno, secondo le varie interpretazioni e zone operative. Non si chiarisce che di riflesso anche la CO2 puì, o deve essere al di sotto dell'1,5 o del 2% ma, anche sotto l'1%. I tassi respiratori della frutta , fattori importantissimi per il dimensionamento corretto dell'impianto di assorbimento della CO2 sono ignorati, determinando spesso libere interpretazioni e scelte di potenza a volte avventate da parte di Aziende poco scrupolose.

      La FCE ha sviluppato ed immesso di recente sul mercato sistemi di assorbimento di CO2 singoli e centralizzati con programmi operativi delle macchine stesse flessibili, aggiornati alle nuove esigenze sopra riportate.

      E che dire del "pull down" dell'ossigeno? Va fatto in 8 ore o in 24, o addirittura in 48 ore ? Pur lasciando da parte tutte le tematiche relative ai " curing " di vario tipo, su questi punti ci dovrebbero essere maggiori chiarimenti da parte dei fisiologi, in rapporto alle diverse specie frutticole ed alle condizioni previste di commercializzazione del prodotto.

      In altri termini, per ogni varietà si dovrebbe poter stilare un libretto sul quale apporre maggiori informazioni anche sulle tempistiche ottimali per i pull-down termici ed atmosferici delle celle, partendo dalla cosiddetta ottimale finestra di raccolta.

      Linee guida insomma, per la soddisfazione di tutti, consumatori compresi.

      Servono perì tecnici specializzati all'interno delle strutture Cooperative e comunque presso i magazzini di conservazione; la necessità quindi di instaurare corsi di studio universitari specifici per tecnici del post-raccolta , con conoscenze specifiche nella refrigerazione applicata agli ortofrutticoli e tecniche impiantistiche di AC. Senza questa interfaccia importante , stabilmente operante presso i magazzini , sarà difficile parlare la stessa lingua.

      La FCE sta cercando di riportare , usando un termine calcistico , la "mela al centro"!

      In effetti oggi si nota che la tecnologia dell'atmosfera controllata viene applicata seguendo la regola fissa di:

      impianto assorbimento CO2,
      impianto di abbattimento dell'ossigeno ( pull-down ),
      impianto di analisi computerizzato

      Queste sono le linee guida di base che tengono in conto perì sempre piu' le esigenze di risparmio dei produttori che le vere esigenze della frutta.

      Ed i consumatori dove li mettiamo ? La FCE dal 1994 sta portando avanti un progetto di conservazione ULO di mele Golden D. ( a 0,9% di O2 e 1,2% CO2 ) con risultati eccezionali, comprovati anche da panel-test fatti al Macfrut negli anni scorsi e da investigazioni scientifiche condotte dall?ist,Coltiv Arbore di Milano, dall'Ivtpa e dall'Ist di S. Michele all'Adige. Lavori presentati al "CA 97" Conference di Davis in California e confermati gia' in precedenza da analoghe ricerche americane. Orbene, con queste formule, combinate con un pull-down iniziale dell'ossigeno di 8 ore, si ottengono ottimi risultati, ma limitati a quei pochi magazzini frutta dove sono state rispettate in progetto le giuste esigenze per la frutta.

      Purtroppo i progettisti di magazzini frigoriferi devono tenere in considerazione molto piu' le esigenze di risparmio del Cliente, ma dovrebbero essere affiancati da tecnici di post raccolta per meglio interpretare anche le esigenze dei nostri prodotti ortofrutticoli. La FCE, a seguito di attente osservazioni sulla conduzione delle celle di atmosfera controllata da parte dei conduttori frigoristi, ha immesso sul mercato un nuovo sistema operativo di analisi, controllo e gestione delle celle creando un coinvolgimento attivo e piu' qualificante del frigorista stesso. Il ns soft innovativo prevede inoltre un nuovo aggiornato sistema dinamico di gestione delle celle ( DCA ) con predisposizione ad output che potranno essere anche autogestiti in futuro sulla base di nuovi sensori .

      Un occhio attento oggi va al miglioramento produttivo dei convertitori catalitici di etilene, che dopo un paio di decenni di ottimi risultai nel settore kiwi, si stanno applicando per una miglior conservazione di mele ( Elstar, Gala, Fuji ), ma anche drupacee estive e pere. In questi casi si deve fare molta attenzione al risparmio energetico, considerando che le macchine lavorano per parecchi mesi 24 ore su 24.

      Non è cosi' per le nuove tecnologie di pull-down, con setacci molecolari che, se da un lato risolvono i problemi energetici ( limitati peraltro ad una fase breve di 20-30 giorni l'anno ) , dall'altro non riescono ancora ad essere competitivi con i tradizionali sistemi in uso già da 14 anni e a tuttoggi validissimi delle membrane cave separatrici che permettono tempi di regimazione di pochissime ore anche per celle di dimensioni notevolie ( 300-400 tonnellate ), come a volte richiesto dalla frutta per la RCA( rapid CA) e l' ILOS ( initial oxigen stress) precedentemente menzionati.

      Il risparmio energetico è senz'altro un fattore importante per la salvaguardia anche delle emissioni in atmosfera di CO2 prodotto per kw consumato.

      Facciamo attenzione perì a tutto il comparto, non solo a quello dell' AC, ma in primis a quello del freddo, dove ben più elevate sono le potenze in gioco.

      La sfrenata corsa al "glicole" , laddove non giustificata, non solo rappresenta un maggior costo dell'impianto frigorifero, anche del 30%, ma e' poi anche collegata ad una bolletta energetica ben piu' elevata. E non esclude inoltre la necessità di utilizzo di sistemi di umidificazione, in quanto le esigenze di conservare un prodotto turgido, impeccabile per molti mesi, anche con il glicole, oggi non è garantito . Ed ecco allora per incanto che ritornano in auge gli umidificatori, con le loro evoluzioni tecnologiche( si ricorda la nuovissima serie dei Kristall 2000 ) che, alla fin della fiera, visto che siamo al Macfrut, risolvono il problema degli avvizzimenti in modo egregio, sia nelle celle a refrigerazione diretta, che in celle a refrigerazione indiretta con acqua glicolata.

      "Chi piu' ne ha piu' ne metta" diceva un vecchio detto. In verità oggi, per effetto delle competizioni mondiali dei prodotti ortofrutticoli, si rende sempre necessaria un'attenta analisi della situazione strutturale aziendale, delle celle esistenti e degli investimenti necessari per poter rimanere in competizione

      Ricordiamo comunque ancora una volta: mela al centro!

NUOVI SVILUPPI NELL'INGEGNERIA E NELLA TECNOLOGIA PER L'U.L.O. IN ITALIA PER L'APPLICAZIONE NEI SETTORI SPERIMENTALI E COMMERCIALI

Pierluigi Mattè e Luca Buglia
Fruit Control Equipments

Bonomi e Fruit Control introdussero l'assorbitore singolo sul mercato risolvendo molti dei problemi pratici collegati agli impianti centralizzati (costi elevati; problemi dovuti al vuoto, problemi di distribuzione ecc), contribuendo largamente alla semplificazione delle installazioni, la regolazione dei gas e il ricircolo dell'aria all'interno delle celle, riducendo considerevolmente i costi di assistenza tecnica e dei consumi energetici. Nel 1993 Fruit Control ha introdotto un progetto ULO specifico in una cooperativa in Val di Non - TN (alt. 600m.). I vantaggi nell'applicazione di AC rapido e nuove formule (0.9% O2; 1,2% CO2) mai impiegate prima in celle di stoccaggio commerciali, sono stati dimostrabili. Per stimolare una maggiore e più attiva collaborazione tra produttori, ricercatori e consumatori, Fruit Control organizzò dei "Test Di Assaggio" nel Maggio '94-'95-'96 all'interno di una fiera di settore (ottimi risultati per le mele da stoccaggio ULO!) Le schede di partecipazione ai Test di Assaggio sono stati valutati da prestigiosi istituti di ricerche (Istituto di Coltivazioni Arboree di Milano, Centro di Ricerche IVTPA del MRA in Milano ed il Centro Sperimentale dell'Istituto Agrario di S. Michele all'Adige (TN) ) dove test scientifici hanno confermato i risultati positivi.
L'Atmosfera Controllata per Fruit Control continua ad essere un'arte!

I coltivatori Italiani, per la maggior parte associata a cooperative, sono cresciuti rapidamente nei primi anni sessanta, ottenendo finaziamenti provinciali,regionali statali e più tardi anche europei per finanziare la costruzione di nuove celle per la conservazione in atmosfera controllata, rinnovandole tecnologicamente ogni 5-10 anni. Questa è il motivo per la situazione tecnologica così avanzata nelle cooperative italiane ed anche in alcune società private. Ed è anche il motivo per la quale la tecnologia AC si sviluppò così fortemente e perché gli impianti furono realizzati da aziende specifiche che operavano solo in questo campo. Negli anni '60 e '70 una combinazione di sinergie proficui tra l'Ing. Bonomi ed alcune dei più importanti istituti per la ricerca in fisiologia e patologia post-raccolta permissero l'ottenimento di importanti risultati nella conservazione in AC di alcuni frutti (in particolare mele e pere). Fruit Control, nata nel 1984 all'interno dell'organico dell'Ing. Bonomi, è diventata un'azienda leader nella tecnologia AC, applicando e sviluppando le tecniche e l'esperienza di oltre vent'anni di collaborazione con la figura storico dell'ingegneria in atmosfera controllata. Fruit Control acquistò tutti i diritti e brevetti di Bonomi dopo alcuni anni.

Apparecchiature AC Commerciale
Assorbitori di CO2 di grossa volume erano assolutamente fondamentale nel passato per l'assorbimento del CO2 prodotto sia dalla frutta che dai bruciatori di ossigeno che venivano impiegati per la messa a regime nelle celle (chiamate tipicamente "generatori inerti di gas", a circuito aperto e chiuso). A metà degli anni'ottanta, generatori più semplici contenente membrane speciale sostituirono i bruciatori di ossigeno, nonostante il costo più elevato. Diventarono di gran voga in italia ed europa. Le membrane, con speciale fibre cave con la proprietà di permeabilità selettiva, provenivano dagli Stati Uniti. La selettività delle fibre separa le due componente dell'aria (azoto e ossigeno) senza produrre CO2. Fruit Control , insieme a Bonomi, furoni i primi a produrre ed installare Il Swan N.1 in Italia, in provincia di Bolzano, dove funziona tutt'ora ed è in ottimi condizioni. Nel 1979-'80 Bonomi e Fruit Control, per raggiungere risultati ottimali e per poter sviluppare un nuovo sistema per la riduzione del CO2 e O2 all'interno delle celle, introdurono sul mercato i primi assorbitori singoli .Dopo 2 anni questi assorbitori furono provati all'East Malling Institute in Gran Bretagna ed allo Sprenger Institute in Olanda. Questa nuova soluzione ha superato tutti le prove e risolto molti dei problemi degli apparechi centralizzati . Infatti, gli assorbitori grosso collegati a molte celle AC, tendono ad avere dei problemi se usate in condizioni ULO, che significa anche condizioni di CO2 ultra bassi. Molti tecnici ed aziende non spiegano agli utenti finali che ULO non si riferisce soltanto all'ossigeno , ma in pratica anche al CO2. Su questo punto Fruit Control ha concentrata la sua attenzione sulla produzione di assorbitori di alta efficienza (unità singole per celle AC in particolare ) dove un minore consumo d'energia poù essere ottenuto se confrontato ai stessi risultati di un impianto centralizzato. (Fig. 1) La soluzione singola semplifica l'impianto AC. Collettori con valvole e (a volte) kilometri di tubi in PVC non sono più necessari, i costi di montaggio e manutenzione dell'impianto sono molto più bassi di quelli dell'impianto centralizato. Nell'impianto centralizzato con assorbitori grossi ci sono alcuni svantaggi obiettivi che si possono riassumere come segue:

Il consumo energetico non è in relazione all'uso reale della machina. Difatti quando si rimuove CO2 da poche celle oppurre da una sola, l'unità grossa è notevolmente esagerata;
Più tubazioni ci sono, più possibilità di perdità di tenuta ci sono intorno a le giunture dei tubi in PVC;
Esiste un pericolo reale nel caso di guasto di una valvola lungo la linea di distribuzione di una grossa machina centralizzata: la pressione all'interno della cella può aumentare o diminuire rapidamente (a secondo della valvola) a volte causando danni gravi ai panelli e la struttura del soffitto (prima) e muri. Valvole di inserimento non sono richieste con assorbitori singoli perché ciascuna machina è direttamente collegata con la cella;
Montaggio dell'impianto è maggiormente difficoltoso, è necessaria collegare tutte le elettrovalvole con il quadro di comando;
La medesima quantità di carboni attivi in un'unità di due serbatoi permette un minore assorbimento del CO2 che non in un'unità con un unico serbatoio. Sappiamo che i carboni richiedono più tempo per la fase di rigenerazione di quanto necessario per la fase di assorbimento, quindi alternativamente uno delle due serbatoi dell'unità doppia, durante la fase di assorbimento, funziona senza alcun'effetto per qualche minuto.
Il nuovo Delta Gem ,machina con un serbatoio, segue esattamente le curve di rigenerazione ed assorbimento dei carboni attivi nelle diverse condizioni AC stabiliti in cella. Nel caso di avaria di una machina, il guasto è facilmente localizzabile; non avvengono problemi in altre celle non esiste rischio di danni ai pannelli.


L'Applicazione
Almeno 95% dei progetti Fruit Control vengono realizzati adottando la soluzione dell'assorbitore di CO2 singolo per una cella. Nel 1992/'93 Fruit Control iniziò le trattative per un progetto di grande dimensioni in una cooperativa della Val di Non (AVN Coop-Casez-Trento, del gruppo "Melinda") per introdurre nuovi concetti di AC rapido e l'applicazione di tecniche ULO per la conservazione di mele Red Delicious e Golden Delicious. AC Rapido e condizioni ULO vennero mantenuti in una cella e confrontati con AC tradizionale. In particolare, nella cella in oggetto, oltre agli assorbitori di CO2 singoli, una sofisticata sistema di controllo computerizzata ed un grosso separatore di azoto (modello Swan capacità 320 m3/h a 5% O2) furono installati. L'impianto frigorifero è stato realizzato con glicole ed il Delta T è stato regolato a 2.5°. Le celle non erano equippaggiati con polmoni di compensazione e gli assorbitori di CO2 non avano rigenerazione finale con azoto. In quest impianto, le concentrazioni di O2 e CO2 sono stati tenuti uniformi e costanti sotto il controllo del sistema computerizzato. Anche la valutazione del tasso di respirazione era controllata dal sistema computerizzata, ed era utile per il confronto tra le due celle. In ciascuno delle celle AC il pull-down dell'ossigeno da 21% a circa 5% è stata effettuata in 8-10 ore max. Al di là del discorso riguardante le apparechiature per il mantenimento dell'AC, alcuni dettagli meritono considerazione per ottenere risultati ottimali per la conservazione a lungo termine:

La progettazione dell'impianto di refrigerazione (superficie dell'evaporatore, Delta T, capacità di raffredamento, refrigerazione indiretta con glicole/acqua) è un fattore di grande importanza
La tenuta ai gas è molto importante per tutti i raccordi, porte, giunture e pavimenti. Effettuamo dei test specifiche per celle ULO 
Lo spessore dei pannelli è molto importante. Più è sottile il pannello, maggiore sarà il lavoro svolto dall'impianto di refrigerazione con perdita di umidità e qualità della merce durante lunga conservazione
L'operatore dovrà avere un'ottima conoscenza tecnica di elettronica, manutenzione ecc e corsi di aggiornamento potrebbero essere fornite
i risultati migliori dependono comunque dalla qualità della frutta ed il periodo di raccolta

"Test di Assaggio"
Fruit Control non solo sviluppa nuove machine ed impianti, si interessa anche di nuove ricerche riguardante l'applicazione di condizioni estremi di AC. Per questo motivo ci siamo interessati , nel 1993 , della ricerca di Green et al. nei Stati Uniti, che ha ottenuto migliori risultati di conservazione utillizzando concentrazioni molto bassi di O2 e CO2 per mele Golden Delicious. In particolare avevano scoperto che la turgidità e l'acidità delle mele erano mantenuti più alti con un basso Iivello di O2 (1%) e con bassa concentrazione di O2 (1,5%). Questo risultato stimolò Fruit Control ad applicare le stesse formule in celle qui in europa, mai utillizzati prima per l'applicazione commerciale. Il nostro test, ripetuto nell'arco di 3 anni ('94,'95,'96) è stato eseguito con la collaborazione della cooperativa citata prima e tre centri di ricerca (Istituto di Coltivazioni Arboree dell'Università di Milano, Centro Sperimentale dell'Istituto Agrario di S. Michele all'Adige-Trento e l'Istituto I.V.T.P.A. del MOA di Miilano). Il loro sostegno è stato fondamentale per dare un vero significato scientifico agli effetti benefici dei test. Le mele proveniente dalla cooperativa menzionata sono stati assaggiati da un pannello di consumatori, insieme ad altri test pubblicati da altri autori. Fruit Control desiderava effettuare il test durante la fiera internazionale più importante in Italia per la tecnologia del post-raccolta, ovvero "Macfruit" in Cesena all'inizio del mese di Maggio, per poter verificare l'opinione effettiva dei consumatori. In occasione della fiera centinai di visitatori sono stati invitati ad assaggiare due mele Golden Delicious: la prima era stata conservata in condizioni AC tradizionali (1,5% O2 - 2-2,2% CO2) la seconda in condizioni ULO (0,9% O2 -1,2% CO2), tutte alla stessa temperatura (+1°C) e tasso di umidità relativo (97%). Tre giorni prima dell'inizio del test, i frutti sono stati prelevati dalle celle alla cooperativa e mantenute a temperatura normale, con un alto tasso di umidità. Il pannello fu invitato a dare la loro opinione ed un punteggio su un modulo specifico (VEDI SCHEDA Fig. 3) per gusto, sucosità, acidità,dolcezza e crocantezza (i risultati di 2 anni si possono leggere in VEDI GRAFICI Fig. 4 e 5).
Ciascun pezzo di mela era identificata con un numero a tre cifre , la seconda cifra era fissa ( i.e. x2x per le mele ULO e x3x per le mele AC). Riassumendo i risultati dei test nell'arco dei tre anni, > 55% dei assaggiatori preferiva le mele proveniente dalla conservazione ULO. Non cerano differenze significative nei risultati per quanto riguardo differenze di età o sesso dei assaggiatori; una preferenza per le mele ULO da parte dei giovanni era stato notato. La fiera Macfrut è durata 4 giorni; gli assaggiatori erano più in grado di percepire la differenza nelle caratteristiche dei due test alla fine anziché all'inizio della fiera. Abbiamo infatti osservato che le mele conservate in condizioni ULO hanno mantenute le loro qualità intatte per 4 giorni in confronto alle altre. Questo risultato chiaramente permette un'estensione della vita di conservazione delle mele assieme a caratteristiche gustative di ottima qualità (dati forniti da altri autori in altri relazioni). A seguito di questi risultati possiamo dedurre che le mele commercializzate tra la fine della primavera e l'inizio dell'estate devono essere conservate usando formule ULO con basso percentuale di O2 nell'iniziale messa a regime. Dopo questo primo risultato incorraggiante , altri cooperative nelle zone montane ora adottano questi valori ULO per la conservazione delle mele Golden Delicious. Lo staff tecnico della cooperativa osservò direttamente che le mele ULO avevano una turgidità maggiore anche sulle mele con la buccia gialla! Anche l'acidità e l'indice di qualità (Brix?), analizzati dall'Istituto di S. Michele erano più alti.

Apparecchiature Sperimentale
Fruit Control sviluppa apparecchiature per istituti di ricerca (impianti pilota), costituite da contenitori fatti su misura, celle AC sperimentale, con possiiblità di utilizzo come celle AC commerciale.Le celle sperimentale (con o senza impianto di refrigerazione) sono connesse normalmente al sistema di analisi computerizzata che analizza la composizione dell'atmosfera interna e fornisce regolazioni automatiche secondo i parametri prestabiliti . Con l'uso di queste apparecchiature i prodotti ortofutticoli possono essere conservati in varie condizioni AC , trasferrendo la tecnologia al settore commerciale. Il campo delle ricerche è molto dinamico con un'alto potenziale di prosegiumento. Le principale componente per un laboratorio AC sono:

1. contenitori (in plastica, completamente o parzialmente trasparenti) per prove di conservazione. Da 200 litri a 1000 litri.
2. Assorbitori di CO2 usando calce sodata o carboni attivi (produzione speciale da nostra fabbricazione)
3. Generatori di azoto
4. Nuovo sistema per la remozione dell'etilene con il sistema catalitico "SWINGTHERM"
5. Sistema specifico di controllo computerizzato
6. Collegamento con gas cromatografo
7. Sistema automatico di controllo pressione nei contenitori
8. Regolazione automatico dei gas (CO2, O2, N2 ecc)

Conclusione
Oggi Fruit Control è convinta che nel campo delle ricerche AC i produttori, la catena di distribuzione, i commercianti ed i consumatori finali dovrebbero essere tutti coinvolti. Ciascuno ha opinioni diversi riguardante la qualità della frutta. I produttori vorrebbero avere frutti senza malattie, i commercianti vorrebbero maggiore durezza dei frutti per una migliore distribuzione e conservazione, i consumatori infine vogliono un prodotto buono, profumato. La Fruit Control cerca sempre di coinvolgere ricercatori nei suoi progetti. In questo modo i produttori, i progettisti ed i consumatori sono meglio stimolati, acquisendo maggiore formazione. La Fruit Control si ritiene molto soddisfata di questo modo di operare, con la conferma da molti ricercatori con i quali collabora, dall'approvazione da parte dei produttori, dei commercainti e dei consumatori. Il "consumer test" riportato in parte in questo lavoro rappresenta un modesto esempio di come verificare quello che desidera il consumatore, colui cioè che fa la differenza finale.


Ringraziamenti
Gli Autori ringraziano per la fattiva collaborazione: Cooperativa AVN di Casez - Istituto Coltivazioni Arboree dell'Università di Milano Istituto di S. Michele all'Adige (Trento ) e IVTPA di Milano, che presentano anche loro i risultati di questa ricerca in questa CA Conference. Un particolare ringraziammento al Dr Maurizio Bogoni per la valutazione statistica del panel test.


Relazione presentata al Conferenza mondiale " CA97 " Davis- California luglio 97

Le immagini ed i testi contenuti in questo sito web e in quelli ad esso collegati sia direttamente che indirettamente sono tutelati dalla legge sul diritto d'autore.
(Legge 22 aprile 1941 n°663 e relative modifiche apportate dal DPR n°19 del 8/1/1979)

Felice Bonomi
Bonomi System S.r.l. - Buccinasco (Mi)
Pierluigi Mattè
Fruit Control S.r.l. - Buccinasco (Mi)

Un eccellente risultato di conservazione della frutta in atmosfera controllata, adottando ad esempio le condizioni ULO (atmosfere a basso ossigeno), si ottiene non esclusivamente con ottime attrezzature tecnologiche di AC, ma con una combinazione di fattori che ovviamente devono essere tutti positivi. In questa relazione non saranno presi in esame i problemi inerenti la costruzione delle celle frigorifere in atmosfera controllata, ma è doveroso ed importante ricordare i tre fattori più importanti per realizzare celle ad atmosfera controllata (A.C.) di elevata efficienza:
- tenuta delle celle ai gas;
- modalità di erogazione del freddo nelle celle;
- impianto di atmosfera controllata.

Tenuta delle celle ai gas

La perfetta tenuta delle celle ai gas è la prima condizione per la realizzazione di un'atmosfera modificata o controllata. In particolare, le caratteristiche strutturali delle pareti delle celle, i pavimenti e le porte sono essenziali per ottenere una opportuna tenuta al gas.
Negli ultimi decenni si è passati da sistemi empirici di impermeabilizzazione mediante incollatura sulla faccia fredda di fogli di alluminio, a metodi più costosi, ma sicuramente validi tipo lamiere saldate in continuo (a guscio totale cella) su faccia calda, fino alle applicazioni più recenti di formulati vari a base di resine poliesteri ed epossidiche applicate sulla faccia fredda. Quanto sopra sia per celle realizzate in struttura tradizionale (muratura + isolamento termico), che in pennellature prefabbricate tipo "sandwich" (in questo caso si realizzano le "fasciature" dei giunti, con copertura finale totale di tutte la superficie dei pannelli).
Per poter dare una valutazione della tenuta di una cella in AC veniva frequentemente adottato il "test di Marcellin", grazie alla sua rapidità e semplicità di esecuzione. Il test oggi proponibile e accettabile prende in considerazione le nuove formule di AC e quindi è molto più rigoroso per le formule ad es. ULO. Il test consiste nel mettere in pressione una cella vuota a temperatura dell'ambiente esterno, dal quale si preleva l'aria, tramite un ventilatore per portare la pressione della cella ad un valore più o meno elevato, in funzione anche della struttura della cella stessa. L'interpolazione tra il valore del rapporto della pressione finale con quella iniziale ed il tempo considerato permette di stabilire quale tipo di atmosfera controllata si può realizzare.
Il test da noi elaborato è restrittivo al massimo, per poter garantire l'ottenimento delle varie formule indicate, tenendo conto della tipica flessibilità dei pannelli "sandwich" adottati e che normalmente prevedono spessori minimi di 100-120 mm.


Modalità di erogazione del freddo nelle celle

Le caratteristiche degli evaporatori sono estremamente importanti nelle celle di AC, in particolar modo quando si devono realizzare formule ULO.
Quando si realizzano celle AC con un movimento frigorifero molto elevato (20 - 30% giornaliero), si ottiene un vantaggio nell'ambito del tempo di refrigerazione del prodotto, ma anche un eccesso di frigorie durante il successivo periodo di mantenimento. Associando a questo eccesso di potenza l'elevato numero di ricircolazioni d'aria che a volte arrivano a 30-50/ora, si determina una rapida variazione di pressione in cella dovuta alla riduzione volumetrica dell'aria per effetto termico. Il risultato in termini pratici è rappresentato dal tasso di ossigeno piuttosto elevato che si ottiene in cella. Il problema delle depressioni in cella è ormai ben noto a tutti, anche se a pochi è chiaro il meccanismo per cui avendo una cella a tenuta di gas non si raggiunga un tasso di ossigeno richiesto a volte vicino all'1,5-2%.
Il meccanismo che si innesta con la depressione è quello di un risucchio in cella di aria esterna contenente il 21% di ossigeno per compensare la depressione; in realtà, quest'aria risulta in eccesso rispetto al volume della cella in "quiete termica", per cui verrà prima o poi scaricata all'esterno, ma con un tasso di ossigeno inferiore all'ambiente in quanto l'aria risucchiata si era nel frattempo miscelata con quella in cella dove l'ossigeno, ad esempio, si era già stabilizzato al 3%. La frequenza dei "risucchi", associata alla durata degli stessi, determina la condizione più o meno negativa di ossigeno in cella.
Si cerca a volte di limitare le depressioni mediante l'installazione fuori cella di particolari polmoni di compensazione. Si tratta di "sacchi" a tenuta di gas, realizzati in materiale plastico, sospesi in posizione rigonfia sopra la cella ed a questa collegati' mediante un tubo in PVC. Il volume dei sacchi dovrebbe raggiungere almeno il 2-3% di quello della cella, cosicché la soluzione può essere adottata quando le variazioni di pressione in cella non superano i 10-15 mm di colonna d'acqua o comunque per compensare 10-15 mm di pressione, altrimenti il dimensionamento degli stessi supererebbe gli spazi normalmente esigui disponibili per il loro posizionamento.
L'impianto frigorifero ideale per celle ad AC, per celle cioè che rimangono ermeticamente chiuse per tempi variabili da 3 a 8 mesi, deve rispondere ai seguenti requisiti:
- movimentazione blanda dell'aria da parte degli elettroventilatori dell'aerorefrigerante (max 15-20 ricicli/ora);
- delta T molto contenuto (2°), in modo da limitare, in combinazione con il punto precedente, l'effetto "vacuum" provocato dalle variazioni di pressione dei volumi d'aria a di versa temperatura.
AI delta T è poi indirettamente collegato un altro aspetto relativo al successo della conservazione: il problema dell'umidità relativa. È inutile fare AC del tipo voluto, che dovrebbe assicurare i migliori risultati qualitativi, se non sussistono le condizioni termoigrometriche tali da evitare cali peso a volte del 5-7%, con conseguente perdita qualitativa del prodotto conservato.

Impianto di atmosfera controllata

a) Assorbitori di gas CO2

In origine è bene ricordare che l'atmosfera controllata si attuò attraverso gli studi di Kidd e West con un'atmosfera confinata nell'ambiente in cui si conservavano i frutti. Con questo sistema si accetta già come molto vantaggiosa ai fini dei risultati l'azione di un'atmosfera costituita per circa 1'80% di azoto e con presenza del 10-11% di anidride carbonica e del 10-11% di ossigeno in volume; queste atmosfere si formano naturalmente in seguito alla respirazione della frutta in un ambiente ermetico agli scambi gassosi o con modesti scambi gassosi con l'ambiente esterno.
L'impiego dell'atmosfera confinata aveva messo in evidenza che la presenza di concentrazioni massicce di C02 portava a squilibri fisiologici irreversibili con risultati, in qualche caso, disastrosi per molte varietà. Studi approfonditi dimostrarono che - senza trascurare l'azione positiva dell'anidride carbonica ai fini del rallentamento respiratorio soprattutto la carenza di ossigeno era determinante ai fini del risultato, orientando così la ricerca sul modo per ridurre, ed in alcuni casi eliminare, l'anidride carbonica che è continuamente emessa dai frutti in conservazione, anche se in condizioni di vita latente.
Si pose così il problema della riduzione del gas C02, attuato dapprima attraverso l'assorbimento chimico, con l'impiego di idrato di calcio a contatto con l'atmosfera circostante i frutti, ed in seguito attraverso l'impiego di altri composti chimici assorbenti il gas C02 semirigenerabili (carbonato potassico) e totalmente rigenerabili (trietanolamina-dietanolamina, ecc.), realizzando apparecchiature di assorbimento più o meno valide e più o meno costose.
Verso la fine degli anni '60, dato il diffondersi dell'atmosfera controllata, ci si è trovati nella necessità di semplificare il problema, ricorrendo all'assorbimento fisico del gas C02 con materiali speciali, fra i quali è stato scelto un particolare tipo di carbone attivato che ha la particolarità di fissare la molecola della C02 e di liberare la stessa quando è investito da aria atmosferica, anche a temperatura ambiente.
La caratteristica fondamentale, positiva di questi assorbitori di gas C02 è la loro semplicità costruttiva e di funzionamento, oltre che il basso consumo di energia elettrica. Gli assorbitori di questo tipo hanno tutti un funzionamento completamente automatico, nel senso che le fasi di assorbimento e di rigenerazione dei carboni attivi si susseguono automaticamente. Seguendo i criteri già adottati nei depuratori ad assorbimento chimico, date le grandi capacità delle macchine ad assorbimento fisico poste sul mercato, si è continuato a percorrere la strada della centralizzazione dell'impianto. In effetti però la centralizzazione dell'impianto di assorbimento del gas C02 comporta:
a) installazione delle tubazioni di collegamento delle celle agli assorbitori;
b) centralizzati in sala macchine con relativa ermeticità dei giunti per evitare scambi gassosi con l'esterno; inserimento nel circuito di valvole di intercettazione per includere ed escludere le diverse celle;
c) installazione di quadri di comando sempre più sofisticati.

Per questa ragione si è abbandonato questo tipo di impiantistica con depuratori centralizzati per ritornare ad una concezione semplice e funzionale dell'impianto, adottando la soluzione di servire ogni cella con un assorbitore singolo . A questo scopo si è arrivati a progettare e realizzare negli ultimi dieci anni assorbitori di media potenza atti a servire le celle di capacità unitaria massima di 500 t. l vantaggi rispetto all'impianto centralizzato sono rappresentati dalla eliminazione di tutti gli aspetti negativi dell'impianto centralizzato e cioè:
a) eliminazione di tutte le tubazioni di collegamento di più celle agli assorbitori centralizzati;
b) eliminazione di tutte le elettrovalvole di qualunque tipo poste sui collettori di distribuzione;
c) eliminazione di tutti i complicati circuiti elettrici di comando.
Questo concetto di funziona mento di un assorbitore per ogni nuove formule di conservazione denominate ULO ("Ultra Low Oxigen"), raccomandate dai ricercatori ed impiegate con successo dapprima nei Paesi anglosassoni e da qualche anno anche in Italia.

Dobbiamo a questo punto indicare quali sono oggi le tre diverse tipologie degli impianti di atmosfera controllata: AC tipo I: AC tradizionale con il 3-4% di 02 e il 3-5% di C02; AC tipo II: LO ("low oxigen") con il 2-2,5% di O e l'1-3% di CO2; AC tipo III: ULO ("Ultra low oxigen") con l'1-1,5% di 02 e lo 0-2% di C02. È inutile soffermarsi sulle caratteristiche tecniche del primo tipo di AC, richiamando invece l'attenzione sulle caratteristiche principali dei modelli II e III, che sono:
a) elevatissima capacità di assorbimento del gas C02, per mantenere nelle celle una concentrazione di detto gas negli intorni del 2% (tipo II) e 1% (tipo III);
b) esclusione degli scambi gassosi con l'esterno (aria atmosferica) durante la successione delle fasi di assorbimento e rigenerazione per avere la possibilità di mantenere la concentrazione dell'ossigeno al di sotto del 2%, tendente all'1% negli impianti AC tipo III;
c) rigoroso controllo analitico mediante analizzatori continui, precisi e sicuri che, attraverso appositi sistemi computerizzati, intervengono su ogni macchina per regolarne il funzionamento, per mantenere costante il livello dell'anidride carbonica e dell'ossigeno delle celle secondo programmi memorizzati e sistemi di allarme che entrano in funzione al minimo spostamento dei valori prefissati;
d) limitatissime variazioni di pressione delle celle, per evitare scambi gassosi (vedi capitolo precedente). Fermo restando l'impiego degli assorbitori di gas C02 singoli, il compito che spetta ai progettisti è rappresentato dalla ricerca nel perfezionamento delle tecnologie già in uso.

In succinto:
1) scelta dei tipi di carboni attivati più idonei, sia per granulometria, che per loro natura (vegetale e minerale), capaci di rendimenti di assorbimento del gas C02 molto più elevati di quello finora ottenuto;
2) ricerca di metodi e tecniche di rigenerazione dei carboni attivati per liberarli totalmente di ogni residuo di gas C02 (tollerabile 0,050/0) per avere il massimo rendimento di assorbimento con livelli di gas C02 in cella inferiori o uguali all'1%.
3) studi di sistemi di valvole o di altri accorgimenti meccanici per evitare, o quanto meno ridurre a valori minimi, gli scambi gassosi con l'aria atmosferica nel passaggio dalla fase di rigenerazione alla fase di assorbimento e viceversa; ciò allo scopo di consentire la riduzione ed il mantenimento del tasso di ossigeno in cella a valori anche dell'1%;
4) studio di accorgimenti molto semplici con i quali, mediante l'apertura graduale e controllata di una valvola, si possa reintegrare il gas ossigeno nelle celle quando scende al di sotto del livello programmato per effetto della respirazione dei frutti.

a) Assorbitori di gas CO2

In origine è bene ricordare che l'atmosfera controllata si attuò attraverso gli studi di Kidd e West con un'atmosfera confinata nell'ambiente in cui si conservavano i frutti. Con questo sistema si accetta già come molto vantaggiosa ai fini dei risultati l'azione di un'atmosfera costituita per circa 1'80% di azoto e con presenza del 10-11% di anidride carbonica e del 10-11% di ossigeno in volume; queste atmosfere si formano naturalmente in seguito alla respirazione della frutta in un ambiente ermetico agli scambi gassosi o con modesti scambi gassosi con l'ambiente esterno.
L'impiego dell'atmosfera confinata aveva messo in evidenza che la presenza di concentrazioni massicce di C02 portava a squilibri fisiologici irreversibili con risultati, in qualche caso, disastrosi per molte varietà. Studi approfonditi dimostrarono che - senza trascurare l'azione positiva dell'anidride carbonica ai fini del rallentamento respiratorio soprattutto la carenza di ossigeno era determinante ai fini del risultato, orientando così la ricerca sul modo per ridurre, ed in alcuni casi eliminare, l'anidride carbonica che è continuamente emessa dai frutti in conservazione, anche se in condizioni di vita latente.
Si pose così il problema della riduzione del gas C02, attuato dapprima attraverso l'assorbimento chimico, con l'impiego di idrato di calcio a contatto con l'atmosfera circostante i frutti, ed in seguito attraverso l'impiego di altri composti chimici assorbenti il gas C02 semirigenerabili (carbonato potassico) e totalmente rigenerabili (trietanolamina-dietanolamina, ecc.), realizzando apparecchiature di assorbimento più o meno valide e più o meno costose.
Verso la fine degli anni '60, dato il diffondersi dell'atmosfera controllata, ci si è trovati nella necessità di semplificare il problema, ricorrendo all'assorbimento fisico del gas C02 con materiali speciali, fra i quali è stato scelto un particolare tipo di carbone attivato che ha la particolarità di fissare la molecola della C02 e di liberare la stessa quando è investito da aria atmosferica, anche a temperatura ambiente.
La caratteristica fondamentale, positiva di questi assorbitori di gas C02 è la loro semplicità costruttiva e di funzionamento, oltre che il basso consumo di energia elettrica. Gli assorbitori di questo tipo hanno tutti un funzionamento completamente automatico, nel senso che le fasi di assorbimento e di rigenerazione dei carboni attivi si susseguono automaticamente. Seguendo i criteri già adottati nei depuratori ad assorbimento chimico, date le grandi capacità delle macchine ad assorbimento fisico poste sul mercato, si è continuato a percorrere la strada della centralizzazione dell'impianto. In effetti però la centralizzazione dell'impianto di assorbimento del gas C02 comporta:
a) installazione delle tubazioni di collegamento delle celle agli assorbitori;
b) centralizzati in sala macchine con relativa ermeticità dei giunti per evitare scambi gassosi con l'esterno; inserimento nel circuito di valvole di intercettazione per includere ed escludere le diverse celle;
c) installazione di quadri di comando sempre più sofisticati.

Per questa ragione si è abbandonato questo tipo di impiantistica con depuratori centralizzati per ritornare ad una concezione semplice e funzionale dell'impianto, adottando la soluzione di servire ogni cella con un assorbitore singolo . A questo scopo si è arrivati a progettare e realizzare negli ultimi dieci anni assorbitori di media potenza atti a servire le celle di capacità unitaria massima di 500 t. l vantaggi rispetto all'impianto centralizzato sono rappresentati dalla eliminazione di tutti gli aspetti negativi dell'impianto centralizzato e cioè:
a) eliminazione di tutte le tubazioni di collegamento di più celle agli assorbitori centralizzati;
b) eliminazione di tutte le elettrovalvole di qualunque tipo poste sui collettori di distribuzione;
c) eliminazione di tutti i complicati circuiti elettrici di comando.
Questo concetto di funziona mento di un assorbitore per ogni nuove formule di conservazione denominate ULO ("Ultra Low Oxigen"), raccomandate dai ricercatori ed impiegate con successo dapprima nei Paesi anglosassoni e da qualche anno anche in Italia.

Dobbiamo a questo punto indicare quali sono oggi le tre diverse tipologie degli impianti di atmosfera controllata: AC tipo I: AC tradizionale con il 3-4% di 02 e il 3-5% di C02; AC tipo II: LO ("low oxigen") con il 2-2,5% di O e l'1-3% di CO2; AC tipo III: ULO ("Ultra low oxigen") con l'1-1,5% di 02 e lo 0-2% di C02. È inutile soffermarsi sulle caratteristiche tecniche del primo tipo di AC, richiamando invece l'attenzione sulle caratteristiche principali dei modelli II e III, che sono:
a) elevatissima capacità di assorbimento del gas C02, per mantenere nelle celle una concentrazione di detto gas negli intorni del 2% (tipo II) e 1% (tipo III);
b) esclusione degli scambi gassosi con l'esterno (aria atmosferica) durante la successione delle fasi di assorbimento e rigenerazione per avere la possibilità di mantenere la concentrazione dell'ossigeno al di sotto del 2%, tendente all'1% negli impianti AC tipo III;
c) rigoroso controllo analitico mediante analizzatori continui, precisi e sicuri che, attraverso appositi sistemi computerizzati, intervengono su ogni macchina per regolarne il funzionamento, per mantenere costante il livello dell'anidride carbonica e dell'ossigeno delle celle secondo programmi memorizzati e sistemi di allarme che entrano in funzione al minimo spostamento dei valori prefissati;
d) limitatissime variazioni di pressione delle celle, per evitare scambi gassosi (vedi capitolo precedente). Fermo restando l'impiego degli assorbitori di gas C02 singoli, il compito che spetta ai progettisti è rappresentato dalla ricerca nel perfezionamento delle tecnologie già in uso.

In succinto:
1) scelta dei tipi di carboni attivati più idonei, sia per granulometria, che per loro natura (vegetale e minerale), capaci di rendimenti di assorbimento del gas C02 molto più elevati di quello finora ottenuto;
2) ricerca di metodi e tecniche di rigenerazione dei carboni attivati per liberarli totalmente di ogni residuo di gas C02 (tollerabile 0,050/0) per avere il massimo rendimento di assorbimento con livelli di gas C02 in cella inferiori o uguali all'1%.
3) studi di sistemi di valvole o di altri accorgimenti meccanici per evitare, o quanto meno ridurre a valori minimi, gli scambi gassosi con l'aria atmosferica nel passaggio dalla fase di rigenerazione alla fase di assorbimento e viceversa; ciò allo scopo di consentire la riduzione ed il mantenimento del tasso di ossigeno in cella a valori anche dell'1%;
4) studio di accorgimenti molto semplici con i quali, mediante l'apertura graduale e controllata di una valvola, si possa reintegrare il gas ossigeno nelle celle quando scende al di sotto del livello programmato per effetto della respirazione dei frutti.

a) Assorbitori di gas CO2

In origine è bene ricordare che l'atmosfera controllata si attuò attraverso gli studi di Kidd e West con un'atmosfera confinata nell'ambiente in cui si conservavano i frutti. Con questo sistema si accetta già come molto vantaggiosa ai fini dei risultati l'azione di un'atmosfera costituita per circa 1'80% di azoto e con presenza del 10-11% di anidride carbonica e del 10-11% di ossigeno in volume; queste atmosfere si formano naturalmente in seguito alla respirazione della frutta in un ambiente ermetico agli scambi gassosi o con modesti scambi gassosi con l'ambiente esterno.
L'impiego dell'atmosfera confinata aveva messo in evidenza che la presenza di concentrazioni massicce di C02 portava a squilibri fisiologici irreversibili con risultati, in qualche caso, disastrosi per molte varietà. Studi approfonditi dimostrarono che - senza trascurare l'azione positiva dell'anidride carbonica ai fini del rallentamento respiratorio soprattutto la carenza di ossigeno era determinante ai fini del risultato, orientando così la ricerca sul modo per ridurre, ed in alcuni casi eliminare, l'anidride carbonica che è continuamente emessa dai frutti in conservazione, anche se in condizioni di vita latente.
Si pose così il problema della riduzione del gas C02, attuato dapprima attraverso l'assorbimento chimico, con l'impiego di idrato di calcio a contatto con l'atmosfera circostante i frutti, ed in seguito attraverso l'impiego di altri composti chimici assorbenti il gas C02 semirigenerabili (carbonato potassico) e totalmente rigenerabili (trietanolamina-dietanolamina, ecc.), realizzando apparecchiature di assorbimento più o meno valide e più o meno costose.
Verso la fine degli anni '60, dato il diffondersi dell'atmosfera controllata, ci si è trovati nella necessità di semplificare il problema, ricorrendo all'assorbimento fisico del gas C02 con materiali speciali, fra i quali è stato scelto un particolare tipo di carbone attivato che ha la particolarità di fissare la molecola della C02 e di liberare la stessa quando è investito da aria atmosferica, anche a temperatura ambiente.
La caratteristica fondamentale, positiva di questi assorbitori di gas C02 è la loro semplicità costruttiva e di funzionamento, oltre che il basso consumo di energia elettrica. Gli assorbitori di questo tipo hanno tutti un funzionamento completamente automatico, nel senso che le fasi di assorbimento e di rigenerazione dei carboni attivi si susseguono automaticamente. Seguendo i criteri già adottati nei depuratori ad assorbimento chimico, date le grandi capacità delle macchine ad assorbimento fisico poste sul mercato, si è continuato a percorrere la strada della centralizzazione dell'impianto. In effetti però la centralizzazione dell'impianto di assorbimento del gas C02 comporta:
a) installazione delle tubazioni di collegamento delle celle agli assorbitori;
b) centralizzati in sala macchine con relativa ermeticità dei giunti per evitare scambi gassosi con l'esterno; inserimento nel circuito di valvole di intercettazione per includere ed escludere le diverse celle;
c) installazione di quadri di comando sempre più sofisticati.

Per questa ragione si è abbandonato questo tipo di impiantistica con depuratori centralizzati per ritornare ad una concezione semplice e funzionale dell'impianto, adottando la soluzione di servire ogni cella con un assorbitore singolo . A questo scopo si è arrivati a progettare e realizzare negli ultimi dieci anni assorbitori di media potenza atti a servire le celle di capacità unitaria massima di 500 t. l vantaggi rispetto all'impianto centralizzato sono rappresentati dalla eliminazione di tutti gli aspetti negativi dell'impianto centralizzato e cioè:
a) eliminazione di tutte le tubazioni di collegamento di più celle agli assorbitori centralizzati;
b) eliminazione di tutte le elettrovalvole di qualunque tipo poste sui collettori di distribuzione;
c) eliminazione di tutti i complicati circuiti elettrici di comando.
Questo concetto di funziona mento di un assorbitore per ogni nuove formule di conservazione denominate ULO ("Ultra Low Oxigen"), raccomandate dai ricercatori ed impiegate con successo dapprima nei Paesi anglosassoni e da qualche anno anche in Italia.

Dobbiamo a questo punto indicare quali sono oggi le tre diverse tipologie degli impianti di atmosfera controllata: AC tipo I: AC tradizionale con il 3-4% di 02 e il 3-5% di C02; AC tipo II: LO ("low oxigen") con il 2-2,5% di O e l'1-3% di CO2; AC tipo III: ULO ("Ultra low oxigen") con l'1-1,5% di 02 e lo 0-2% di C02. È inutile soffermarsi sulle caratteristiche tecniche del primo tipo di AC, richiamando invece l'attenzione sulle caratteristiche principali dei modelli II e III, che sono:
a) elevatissima capacità di assorbimento del gas C02, per mantenere nelle celle una concentrazione di detto gas negli intorni del 2% (tipo II) e 1% (tipo III);
b) esclusione degli scambi gassosi con l'esterno (aria atmosferica) durante la successione delle fasi di assorbimento e rigenerazione per avere la possibilità di mantenere la concentrazione dell'ossigeno al di sotto del 2%, tendente all'1% negli impianti AC tipo III;
c) rigoroso controllo analitico mediante analizzatori continui, precisi e sicuri che, attraverso appositi sistemi computerizzati, intervengono su ogni macchina per regolarne il funzionamento, per mantenere costante il livello dell'anidride carbonica e dell'ossigeno delle celle secondo programmi memorizzati e sistemi di allarme che entrano in funzione al minimo spostamento dei valori prefissati;
d) limitatissime variazioni di pressione delle celle, per evitare scambi gassosi (vedi capitolo precedente). Fermo restando l'impiego degli assorbitori di gas C02 singoli, il compito che spetta ai progettisti è rappresentato dalla ricerca nel perfezionamento delle tecnologie già in uso.

In succinto:
1) scelta dei tipi di carboni attivati più idonei, sia per granulometria, che per loro natura (vegetale e minerale), capaci di rendimenti di assorbimento del gas C02 molto più elevati di quello finora ottenuto;
2) ricerca di metodi e tecniche di rigenerazione dei carboni attivati per liberarli totalmente di ogni residuo di gas C02 (tollerabile 0,050/0) per avere il massimo rendimento di assorbimento con livelli di gas C02 in cella inferiori o uguali all'1%.
3) studi di sistemi di valvole o di altri accorgimenti meccanici per evitare, o quanto meno ridurre a valori minimi, gli scambi gassosi con l'aria atmosferica nel passaggio dalla fase di rigenerazione alla fase di assorbimento e viceversa; ciò allo scopo di consentire la riduzione ed il mantenimento del tasso di ossigeno in cella a valori anche dell'1%;
4) studio di accorgimenti molto semplici con i quali, mediante l'apertura graduale e controllata di una valvola, si possa reintegrare il gas ossigeno nelle celle quando scende al di sotto del livello programmato per effetto della respirazione dei frutti.

La perfetta tenuta delle celle ai gas è la prima condizione per la realizzazione di un'atmosfera modificata o controllata. In particolare, le caratteristiche strutturali delle pareti delle celle, i pavimenti e le porte sono essenziali per ottenere una opportuna tenuta al gas.
Negli ultimi decenni si è passati da sistemi empirici di impermeabilizzazione mediante incollatura sulla faccia fredda di fogli di alluminio, a metodi più costosi, ma sicuramente validi tipo lamiere saldate in continuo (a guscio totale cella) su faccia calda, fino alle applicazioni più recenti di formulati vari a base di resine poliesteri ed epossidiche applicate sulla faccia fredda. Quanto sopra sia per celle realizzate in struttura tradizionale (muratura + isolamento termico), che in pennellature prefabbricate tipo "sandwich" (in questo caso si realizzano le "fasciature" dei giunti, con copertura finale totale di tutte la superficie dei pannelli).
Per poter dare una valutazione della tenuta di una cella in AC veniva frequentemente adottato il "test di Marcellin", grazie alla sua rapidità e semplicità di esecuzione. Il test oggi proponibile e accettabile prende in considerazione le nuove formule di AC e quindi è molto più rigoroso per le formule ad es. ULO. Il test consiste nel mettere in pressione una cella vuota a temperatura dell'ambiente esterno, dal quale si preleva l'aria, tramite un ventilatore per portare la pressione della cella ad un valore più o meno elevato, in funzione anche della struttura della cella stessa. L'interpolazione tra il valore del rapporto della pressione finale con quella iniziale ed il tempo considerato permette di stabilire quale tipo di atmosfera controllata si può realizzare.
Il test da noi elaborato è restrittivo al massimo, per poter garantire l'ottenimento delle varie formule indicate, tenendo conto della tipica flessibilità dei pannelli "sandwich" adottati e che normalmente prevedono spessori minimi di 100-120 mm.


Modalità di erogazione del freddo nelle celle

Le caratteristiche degli evaporatori sono estremamente importanti nelle celle di AC, in particolar modo quando si devono realizzare formule ULO.
Quando si realizzano celle AC con un movimento frigorifero molto elevato (20 - 30% giornaliero), si ottiene un vantaggio nell'ambito del tempo di refrigerazione del prodotto, ma anche un eccesso di frigorie durante il successivo periodo di mantenimento. Associando a questo eccesso di potenza l'elevato numero di ricircolazioni d'aria che a volte arrivano a 30-50/ora, si determina una rapida variazione di pressione in cella dovuta alla riduzione volumetrica dell'aria per effetto termico. Il risultato in termini pratici è rappresentato dal tasso di ossigeno piuttosto elevato che si ottiene in cella. Il problema delle depressioni in cella è ormai ben noto a tutti, anche se a pochi è chiaro il meccanismo per cui avendo una cella a tenuta di gas non si raggiunga un tasso di ossigeno richiesto a volte vicino all'1,5-2%.
Il meccanismo che si innesta con la depressione è quello di un risucchio in cella di aria esterna contenente il 21% di ossigeno per compensare la depressione; in realtà, quest'aria risulta in eccesso rispetto al volume della cella in "quiete termica", per cui verrà prima o poi scaricata all'esterno, ma con un tasso di ossigeno inferiore all'ambiente in quanto l'aria risucchiata si era nel frattempo miscelata con quella in cella dove l'ossigeno, ad esempio, si era già stabilizzato al 3%. La frequenza dei "risucchi", associata alla durata degli stessi, determina la condizione più o meno negativa di ossigeno in cella.
Si cerca a volte di limitare le depressioni mediante l'installazione fuori cella di particolari polmoni di compensazione. Si tratta di "sacchi" a tenuta di gas, realizzati in materiale plastico, sospesi in posizione rigonfia sopra la cella ed a questa collegati' mediante un tubo in PVC. Il volume dei sacchi dovrebbe raggiungere almeno il 2-3% di quello della cella, cosicché la soluzione può essere adottata quando le variazioni di pressione in cella non superano i 10-15 mm di colonna d'acqua o comunque per compensare 10-15 mm di pressione, altrimenti il dimensionamento degli stessi supererebbe gli spazi normalmente esigui disponibili per il loro posizionamento.
L'impianto frigorifero ideale per celle ad AC, per celle cioè che rimangono ermeticamente chiuse per tempi variabili da 3 a 8 mesi, deve rispondere ai seguenti requisiti:
- movimentazione blanda dell'aria da parte degli elettroventilatori dell'aerorefrigerante (max 15-20 ricicli/ora);
- delta T molto contenuto (2°), in modo da limitare, in combinazione con il punto precedente, l'effetto "vacuum" provocato dalle variazioni di pressione dei volumi d'aria a di versa temperatura.
AI delta T è poi indirettamente collegato un altro aspetto relativo al successo della conservazione: il problema dell'umidità relativa. È inutile fare AC del tipo voluto, che dovrebbe assicurare i migliori risultati qualitativi, se non sussistono le condizioni termoigrometriche tali da evitare cali peso a volte del 5-7%, con conseguente perdita qualitativa del prodotto conservato.

Impianto di atmosfera controllata

a) Assorbitori di gas CO2

In origine è bene ricordare che l'atmosfera controllata si attuò attraverso gli studi di Kidd e West con un'atmosfera confinata nell'ambiente in cui si conservavano i frutti. Con questo sistema si accetta già come molto vantaggiosa ai fini dei risultati l'azione di un'atmosfera costituita per circa 1'80% di azoto e con presenza del 10-11% di anidride carbonica e del 10-11% di ossigeno in volume; queste atmosfere si formano naturalmente in seguito alla respirazione della frutta in un ambiente ermetico agli scambi gassosi o con modesti scambi gassosi con l'ambiente esterno.
L'impiego dell'atmosfera confinata aveva messo in evidenza che la presenza di concentrazioni massicce di C02 portava a squilibri fisiologici irreversibili con risultati, in qualche caso, disastrosi per molte varietà. Studi approfonditi dimostrarono che - senza trascurare l'azione positiva dell'anidride carbonica ai fini del rallentamento respiratorio soprattutto la carenza di ossigeno era determinante ai fini del risultato, orientando così la ricerca sul modo per ridurre, ed in alcuni casi eliminare, l'anidride carbonica che è continuamente emessa dai frutti in conservazione, anche se in condizioni di vita latente.
Si pose così il problema della riduzione del gas C02, attuato dapprima attraverso l'assorbimento chimico, con l'impiego di idrato di calcio a contatto con l'atmosfera circostante i frutti, ed in seguito attraverso l'impiego di altri composti chimici assorbenti il gas C02 semirigenerabili (carbonato potassico) e totalmente rigenerabili (trietanolamina-dietanolamina, ecc.), realizzando apparecchiature di assorbimento più o meno valide e più o meno costose.
Verso la fine degli anni '60, dato il diffondersi dell'atmosfera controllata, ci si è trovati nella necessità di semplificare il problema, ricorrendo all'assorbimento fisico del gas C02 con materiali speciali, fra i quali è stato scelto un particolare tipo di carbone attivato che ha la particolarità di fissare la molecola della C02 e di liberare la stessa quando è investito da aria atmosferica, anche a temperatura ambiente.
La caratteristica fondamentale, positiva di questi assorbitori di gas C02 è la loro semplicità costruttiva e di funzionamento, oltre che il basso consumo di energia elettrica. Gli assorbitori di questo tipo hanno tutti un funzionamento completamente automatico, nel senso che le fasi di assorbimento e di rigenerazione dei carboni attivi si susseguono automaticamente. Seguendo i criteri già adottati nei depuratori ad assorbimento chimico, date le grandi capacità delle macchine ad assorbimento fisico poste sul mercato, si è continuato a percorrere la strada della centralizzazione dell'impianto. In effetti però la centralizzazione dell'impianto di assorbimento del gas C02 comporta:
a) installazione delle tubazioni di collegamento delle celle agli assorbitori;
b) centralizzati in sala macchine con relativa ermeticità dei giunti per evitare scambi gassosi con l'esterno; inserimento nel circuito di valvole di intercettazione per includere ed escludere le diverse celle;
c) installazione di quadri di comando sempre più sofisticati.

Per questa ragione si è abbandonato questo tipo di impiantistica con depuratori centralizzati per ritornare ad una concezione semplice e funzionale dell'impianto, adottando la soluzione di servire ogni cella con un assorbitore singolo . A questo scopo si è arrivati a progettare e realizzare negli ultimi dieci anni assorbitori di media potenza atti a servire le celle di capacità unitaria massima di 500 t. l vantaggi rispetto all'impianto centralizzato sono rappresentati dalla eliminazione di tutti gli aspetti negativi dell'impianto centralizzato e cioè:
a) eliminazione di tutte le tubazioni di collegamento di più celle agli assorbitori centralizzati;
b) eliminazione di tutte le elettrovalvole di qualunque tipo poste sui collettori di distribuzione;
c) eliminazione di tutti i complicati circuiti elettrici di comando.
Questo concetto di funziona mento di un assorbitore per ogni nuove formule di conservazione denominate ULO ("Ultra Low Oxigen"), raccomandate dai ricercatori ed impiegate con successo dapprima nei Paesi anglosassoni e da qualche anno anche in Italia.

Dobbiamo a questo punto indicare quali sono oggi le tre diverse tipologie degli impianti di atmosfera controllata: AC tipo I: AC tradizionale con il 3-4% di 02 e il 3-5% di C02; AC tipo II: LO ("low oxigen") con il 2-2,5% di O e l'1-3% di CO2; AC tipo III: ULO ("Ultra low oxigen") con l'1-1,5% di 02 e lo 0-2% di C02. È inutile soffermarsi sulle caratteristiche tecniche del primo tipo di AC, richiamando invece l'attenzione sulle caratteristiche principali dei modelli II e III, che sono:
a) elevatissima capacità di assorbimento del gas C02, per mantenere nelle celle una concentrazione di detto gas negli intorni del 2% (tipo II) e 1% (tipo III);
b) esclusione degli scambi gassosi con l'esterno (aria atmosferica) durante la successione delle fasi di assorbimento e rigenerazione per avere la possibilità di mantenere la concentrazione dell'ossigeno al di sotto del 2%, tendente all'1% negli impianti AC tipo III;
c) rigoroso controllo analitico mediante analizzatori continui, precisi e sicuri che, attraverso appositi sistemi computerizzati, intervengono su ogni macchina per regolarne il funzionamento, per mantenere costante il livello dell'anidride carbonica e dell'ossigeno delle celle secondo programmi memorizzati e sistemi di allarme che entrano in funzione al minimo spostamento dei valori prefissati;
d) limitatissime variazioni di pressione delle celle, per evitare scambi gassosi (vedi capitolo precedente). Fermo restando l'impiego degli assorbitori di gas C02 singoli, il compito che spetta ai progettisti è rappresentato dalla ricerca nel perfezionamento delle tecnologie già in uso.

In succinto:
1) scelta dei tipi di carboni attivati più idonei, sia per granulometria, che per loro natura (vegetale e minerale), capaci di rendimenti di assorbimento del gas C02 molto più elevati di quello finora ottenuto;
2) ricerca di metodi e tecniche di rigenerazione dei carboni attivati per liberarli totalmente di ogni residuo di gas C02 (tollerabile 0,050/0) per avere il massimo rendimento di assorbimento con livelli di gas C02 in cella inferiori o uguali all'1%.
3) studi di sistemi di valvole o di altri accorgimenti meccanici per evitare, o quanto meno ridurre a valori minimi, gli scambi gassosi con l'aria atmosferica nel passaggio dalla fase di rigenerazione alla fase di assorbimento e viceversa; ciò allo scopo di consentire la riduzione ed il mantenimento del tasso di ossigeno in cella a valori anche dell'1%;
4) studio di accorgimenti molto semplici con i quali, mediante l'apertura graduale e controllata di una valvola, si possa reintegrare il gas ossigeno nelle celle quando scende al di sotto del livello programmato per effetto della respirazione dei frutti.

a) Assorbitori di gas CO2

In origine è bene ricordare che l'atmosfera controllata si attuò attraverso gli studi di Kidd e West con un'atmosfera confinata nell'ambiente in cui si conservavano i frutti. Con questo sistema si accetta già come molto vantaggiosa ai fini dei risultati l'azione di un'atmosfera costituita per circa 1'80% di azoto e con presenza del 10-11% di anidride carbonica e del 10-11% di ossigeno in volume; queste atmosfere si formano naturalmente in seguito alla respirazione della frutta in un ambiente ermetico agli scambi gassosi o con modesti scambi gassosi con l'ambiente esterno.
L'impiego dell'atmosfera confinata aveva messo in evidenza che la presenza di concentrazioni massicce di C02 portava a squilibri fisiologici irreversibili con risultati, in qualche caso, disastrosi per molte varietà. Studi approfonditi dimostrarono che - senza trascurare l'azione positiva dell'anidride carbonica ai fini del rallentamento respiratorio soprattutto la carenza di ossigeno era determinante ai fini del risultato, orientando così la ricerca sul modo per ridurre, ed in alcuni casi eliminare, l'anidride carbonica che è continuamente emessa dai frutti in conservazione, anche se in condizioni di vita latente.
Si pose così il problema della riduzione del gas C02, attuato dapprima attraverso l'assorbimento chimico, con l'impiego di idrato di calcio a contatto con l'atmosfera circostante i frutti, ed in seguito attraverso l'impiego di altri composti chimici assorbenti il gas C02 semirigenerabili (carbonato potassico) e totalmente rigenerabili (trietanolamina-dietanolamina, ecc.), realizzando apparecchiature di assorbimento più o meno valide e più o meno costose.
Verso la fine degli anni '60, dato il diffondersi dell'atmosfera controllata, ci si è trovati nella necessità di semplificare il problema, ricorrendo all'assorbimento fisico del gas C02 con materiali speciali, fra i quali è stato scelto un particolare tipo di carbone attivato che ha la particolarità di fissare la molecola della C02 e di liberare la stessa quando è investito da aria atmosferica, anche a temperatura ambiente.
La caratteristica fondamentale, positiva di questi assorbitori di gas C02 è la loro semplicità costruttiva e di funzionamento, oltre che il basso consumo di energia elettrica. Gli assorbitori di questo tipo hanno tutti un funzionamento completamente automatico, nel senso che le fasi di assorbimento e di rigenerazione dei carboni attivi si susseguono automaticamente. Seguendo i criteri già adottati nei depuratori ad assorbimento chimico, date le grandi capacità delle macchine ad assorbimento fisico poste sul mercato, si è continuato a percorrere la strada della centralizzazione dell'impianto. In effetti però la centralizzazione dell'impianto di assorbimento del gas C02 comporta:
a) installazione delle tubazioni di collegamento delle celle agli assorbitori;
b) centralizzati in sala macchine con relativa ermeticità dei giunti per evitare scambi gassosi con l'esterno; inserimento nel circuito di valvole di intercettazione per includere ed escludere le diverse celle;
c) installazione di quadri di comando sempre più sofisticati.

Per questa ragione si è abbandonato questo tipo di impiantistica con depuratori centralizzati per ritornare ad una concezione semplice e funzionale dell'impianto, adottando la soluzione di servire ogni cella con un assorbitore singolo . A questo scopo si è arrivati a progettare e realizzare negli ultimi dieci anni assorbitori di media potenza atti a servire le celle di capacità unitaria massima di 500 t. l vantaggi rispetto all'impianto centralizzato sono rappresentati dalla eliminazione di tutti gli aspetti negativi dell'impianto centralizzato e cioè:
a) eliminazione di tutte le tubazioni di collegamento di più celle agli assorbitori centralizzati;
b) eliminazione di tutte le elettrovalvole di qualunque tipo poste sui collettori di distribuzione;
c) eliminazione di tutti i complicati circuiti elettrici di comando.
Questo concetto di funziona mento di un assorbitore per ogni nuove formule di conservazione denominate ULO ("Ultra Low Oxigen"), raccomandate dai ricercatori ed impiegate con successo dapprima nei Paesi anglosassoni e da qualche anno anche in Italia.

Dobbiamo a questo punto indicare quali sono oggi le tre diverse tipologie degli impianti di atmosfera controllata: AC tipo I: AC tradizionale con il 3-4% di 02 e il 3-5% di C02; AC tipo II: LO ("low oxigen") con il 2-2,5% di O e l'1-3% di CO2; AC tipo III: ULO ("Ultra low oxigen") con l'1-1,5% di 02 e lo 0-2% di C02. È inutile soffermarsi sulle caratteristiche tecniche del primo tipo di AC, richiamando invece l'attenzione sulle caratteristiche principali dei modelli II e III, che sono:
a) elevatissima capacità di assorbimento del gas C02, per mantenere nelle celle una concentrazione di detto gas negli intorni del 2% (tipo II) e 1% (tipo III);
b) esclusione degli scambi gassosi con l'esterno (aria atmosferica) durante la successione delle fasi di assorbimento e rigenerazione per avere la possibilità di mantenere la concentrazione dell'ossigeno al di sotto del 2%, tendente all'1% negli impianti AC tipo III;
c) rigoroso controllo analitico mediante analizzatori continui, precisi e sicuri che, attraverso appositi sistemi computerizzati, intervengono su ogni macchina per regolarne il funzionamento, per mantenere costante il livello dell'anidride carbonica e dell'ossigeno delle celle secondo programmi memorizzati e sistemi di allarme che entrano in funzione al minimo spostamento dei valori prefissati;
d) limitatissime variazioni di pressione delle celle, per evitare scambi gassosi (vedi capitolo precedente). Fermo restando l'impiego degli assorbitori di gas C02 singoli, il compito che spetta ai progettisti è rappresentato dalla ricerca nel perfezionamento delle tecnologie già in uso.

In succinto:
1) scelta dei tipi di carboni attivati più idonei, sia per granulometria, che per loro natura (vegetale e minerale), capaci di rendimenti di assorbimento del gas C02 molto più elevati di quello finora ottenuto;
2) ricerca di metodi e tecniche di rigenerazione dei carboni attivati per liberarli totalmente di ogni residuo di gas C02 (tollerabile 0,050/0) per avere il massimo rendimento di assorbimento con livelli di gas C02 in cella inferiori o uguali all'1%.
3) studi di sistemi di valvole o di altri accorgimenti meccanici per evitare, o quanto meno ridurre a valori minimi, gli scambi gassosi con l'aria atmosferica nel passaggio dalla fase di rigenerazione alla fase di assorbimento e viceversa; ciò allo scopo di consentire la riduzione ed il mantenimento del tasso di ossigeno in cella a valori anche dell'1%;
4) studio di accorgimenti molto semplici con i quali, mediante l'apertura graduale e controllata di una valvola, si possa reintegrare il gas ossigeno nelle celle quando scende al di sotto del livello programmato per effetto della respirazione dei frutti.

a) Assorbitori di gas CO2

In origine è bene ricordare che l'atmosfera controllata si attuò attraverso gli studi di Kidd e West con un'atmosfera confinata nell'ambiente in cui si conservavano i frutti. Con questo sistema si accetta già come molto vantaggiosa ai fini dei risultati l'azione di un'atmosfera costituita per circa 1'80% di azoto e con presenza del 10-11% di anidride carbonica e del 10-11% di ossigeno in volume; queste atmosfere si formano naturalmente in seguito alla respirazione della frutta in un ambiente ermetico agli scambi gassosi o con modesti scambi gassosi con l'ambiente esterno.
L'impiego dell'atmosfera confinata aveva messo in evidenza che la presenza di concentrazioni massicce di C02 portava a squilibri fisiologici irreversibili con risultati, in qualche caso, disastrosi per molte varietà. Studi approfonditi dimostrarono che - senza trascurare l'azione positiva dell'anidride carbonica ai fini del rallentamento respiratorio soprattutto la carenza di ossigeno era determinante ai fini del risultato, orientando così la ricerca sul modo per ridurre, ed in alcuni casi eliminare, l'anidride carbonica che è continuamente emessa dai frutti in conservazione, anche se in condizioni di vita latente.
Si pose così il problema della riduzione del gas C02, attuato dapprima attraverso l'assorbimento chimico, con l'impiego di idrato di calcio a contatto con l'atmosfera circostante i frutti, ed in seguito attraverso l'impiego di altri composti chimici assorbenti il gas C02 semirigenerabili (carbonato potassico) e totalmente rigenerabili (trietanolamina-dietanolamina, ecc.), realizzando apparecchiature di assorbimento più o meno valide e più o meno costose.
Verso la fine degli anni '60, dato il diffondersi dell'atmosfera controllata, ci si è trovati nella necessità di semplificare il problema, ricorrendo all'assorbimento fisico del gas C02 con materiali speciali, fra i quali è stato scelto un particolare tipo di carbone attivato che ha la particolarità di fissare la molecola della C02 e di liberare la stessa quando è investito da aria atmosferica, anche a temperatura ambiente.
La caratteristica fondamentale, positiva di questi assorbitori di gas C02 è la loro semplicità costruttiva e di funzionamento, oltre che il basso consumo di energia elettrica. Gli assorbitori di questo tipo hanno tutti un funzionamento completamente automatico, nel senso che le fasi di assorbimento e di rigenerazione dei carboni attivi si susseguono automaticamente. Seguendo i criteri già adottati nei depuratori ad assorbimento chimico, date le grandi capacità delle macchine ad assorbimento fisico poste sul mercato, si è continuato a percorrere la strada della centralizzazione dell'impianto. In effetti però la centralizzazione dell'impianto di assorbimento del gas C02 comporta:
a) installazione delle tubazioni di collegamento delle celle agli assorbitori;
b) centralizzati in sala macchine con relativa ermeticità dei giunti per evitare scambi gassosi con l'esterno; inserimento nel circuito di valvole di intercettazione per includere ed escludere le diverse celle;
c) installazione di quadri di comando sempre più sofisticati.

Per questa ragione si è abbandonato questo tipo di impiantistica con depuratori centralizzati per ritornare ad una concezione semplice e funzionale dell'impianto, adottando la soluzione di servire ogni cella con un assorbitore singolo . A questo scopo si è arrivati a progettare e realizzare negli ultimi dieci anni assorbitori di media potenza atti a servire le celle di capacità unitaria massima di 500 t. l vantaggi rispetto all'impianto centralizzato sono rappresentati dalla eliminazione di tutti gli aspetti negativi dell'impianto centralizzato e cioè:
a) eliminazione di tutte le tubazioni di collegamento di più celle agli assorbitori centralizzati;
b) eliminazione di tutte le elettrovalvole di qualunque tipo poste sui collettori di distribuzione;
c) eliminazione di tutti i complicati circuiti elettrici di comando.
Questo concetto di funziona mento di un assorbitore per ogni nuove formule di conservazione denominate ULO ("Ultra Low Oxigen"), raccomandate dai ricercatori ed impiegate con successo dapprima nei Paesi anglosassoni e da qualche anno anche in Italia.

Dobbiamo a questo punto indicare quali sono oggi le tre diverse tipologie degli impianti di atmosfera controllata: AC tipo I: AC tradizionale con il 3-4% di 02 e il 3-5% di C02; AC tipo II: LO ("low oxigen") con il 2-2,5% di O e l'1-3% di CO2; AC tipo III: ULO ("Ultra low oxigen") con l'1-1,5% di 02 e lo 0-2% di C02. È inutile soffermarsi sulle caratteristiche tecniche del primo tipo di AC, richiamando invece l'attenzione sulle caratteristiche principali dei modelli II e III, che sono:
a) elevatissima capacità di assorbimento del gas C02, per mantenere nelle celle una concentrazione di detto gas negli intorni del 2% (tipo II) e 1% (tipo III);
b) esclusione degli scambi gassosi con l'esterno (aria atmosferica) durante la successione delle fasi di assorbimento e rigenerazione per avere la possibilità di mantenere la concentrazione dell'ossigeno al di sotto del 2%, tendente all'1% negli impianti AC tipo III;
c) rigoroso controllo analitico mediante analizzatori continui, precisi e sicuri che, attraverso appositi sistemi computerizzati, intervengono su ogni macchina per regolarne il funzionamento, per mantenere costante il livello dell'anidride carbonica e dell'ossigeno delle celle secondo programmi memorizzati e sistemi di allarme che entrano in funzione al minimo spostamento dei valori prefissati;
d) limitatissime variazioni di pressione delle celle, per evitare scambi gassosi (vedi capitolo precedente). Fermo restando l'impiego degli assorbitori di gas C02 singoli, il compito che spetta ai progettisti è rappresentato dalla ricerca nel perfezionamento delle tecnologie già in uso.

In succinto:
1) scelta dei tipi di carboni attivati più idonei, sia per granulometria, che per loro natura (vegetale e minerale), capaci di rendimenti di assorbimento del gas C02 molto più elevati di quello finora ottenuto;
2) ricerca di metodi e tecniche di rigenerazione dei carboni attivati per liberarli totalmente di ogni residuo di gas C02 (tollerabile 0,050/0) per avere il massimo rendimento di assorbimento con livelli di gas C02 in cella inferiori o uguali all'1%.
3) studi di sistemi di valvole o di altri accorgimenti meccanici per evitare, o quanto meno ridurre a valori minimi, gli scambi gassosi con l'aria atmosferica nel passaggio dalla fase di rigenerazione alla fase di assorbimento e viceversa; ciò allo scopo di consentire la riduzione ed il mantenimento del tasso di ossigeno in cella a valori anche dell'1%;
4) studio di accorgimenti molto semplici con i quali, mediante l'apertura graduale e controllata di una valvola, si possa reintegrare il gas ossigeno nelle celle quando scende al di sotto del livello programmato per effetto della respirazione dei frutti.

La perfetta tenuta delle celle ai gas è la prima condizione per la realizzazione di un'atmosfera modificata o controllata. In particolare, le caratteristiche strutturali delle pareti delle celle, i pavimenti e le porte sono essenziali per ottenere una opportuna tenuta al gas.
Negli ultimi decenni si è passati da sistemi empirici di impermeabilizzazione mediante incollatura sulla faccia fredda di fogli di alluminio, a metodi più costosi, ma sicuramente validi tipo lamiere saldate in continuo (a guscio totale cella) su faccia calda, fino alle applicazioni più recenti di formulati vari a base di resine poliesteri ed epossidiche applicate sulla faccia fredda. Quanto sopra sia per celle realizzate in struttura tradizionale (muratura + isolamento termico), che in pennellature prefabbricate tipo "sandwich" (in questo caso si realizzano le "fasciature" dei giunti, con copertura finale totale di tutte la superficie dei pannelli).
Per poter dare una valutazione della tenuta di una cella in AC veniva frequentemente adottato il "test di Marcellin", grazie alla sua rapidità e semplicità di esecuzione. Il test oggi proponibile e accettabile prende in considerazione le nuove formule di AC e quindi è molto più rigoroso per le formule ad es. ULO. Il test consiste nel mettere in pressione una cella vuota a temperatura dell'ambiente esterno, dal quale si preleva l'aria, tramite un ventilatore per portare la pressione della cella ad un valore più o meno elevato, in funzione anche della struttura della cella stessa. L'interpolazione tra il valore del rapporto della pressione finale con quella iniziale ed il tempo considerato permette di stabilire quale tipo di atmosfera controllata si può realizzare.
Il test da noi elaborato è restrittivo al massimo, per poter garantire l'ottenimento delle varie formule indicate, tenendo conto della tipica flessibilità dei pannelli "sandwich" adottati e che normalmente prevedono spessori minimi di 100-120 mm.


Modalità di erogazione del freddo nelle celle

Le caratteristiche degli evaporatori sono estremamente importanti nelle celle di AC, in particolar modo quando si devono realizzare formule ULO.
Quando si realizzano celle AC con un movimento frigorifero molto elevato (20 - 30% giornaliero), si ottiene un vantaggio nell'ambito del tempo di refrigerazione del prodotto, ma anche un eccesso di frigorie durante il successivo periodo di mantenimento. Associando a questo eccesso di potenza l'elevato numero di ricircolazioni d'aria che a volte arrivano a 30-50/ora, si determina una rapida variazione di pressione in cella dovuta alla riduzione volumetrica dell'aria per effetto termico. Il risultato in termini pratici è rappresentato dal tasso di ossigeno piuttosto elevato che si ottiene in cella. Il problema delle depressioni in cella è ormai ben noto a tutti, anche se a pochi è chiaro il meccanismo per cui avendo una cella a tenuta di gas non si raggiunga un tasso di ossigeno richiesto a volte vicino all'1,5-2%.
Il meccanismo che si innesta con la depressione è quello di un risucchio in cella di aria esterna contenente il 21% di ossigeno per compensare la depressione; in realtà, quest'aria risulta in eccesso rispetto al volume della cella in "quiete termica", per cui verrà prima o poi scaricata all'esterno, ma con un tasso di ossigeno inferiore all'ambiente in quanto l'aria risucchiata si era nel frattempo miscelata con quella in cella dove l'ossigeno, ad esempio, si era già stabilizzato al 3%. La frequenza dei "risucchi", associata alla durata degli stessi, determina la condizione più o meno negativa di ossigeno in cella.
Si cerca a volte di limitare le depressioni mediante l'installazione fuori cella di particolari polmoni di compensazione. Si tratta di "sacchi" a tenuta di gas, realizzati in materiale plastico, sospesi in posizione rigonfia sopra la cella ed a questa collegati' mediante un tubo in PVC. Il volume dei sacchi dovrebbe raggiungere almeno il 2-3% di quello della cella, cosicché la soluzione può essere adottata quando le variazioni di pressione in cella non superano i 10-15 mm di colonna d'acqua o comunque per compensare 10-15 mm di pressione, altrimenti il dimensionamento degli stessi supererebbe gli spazi normalmente esigui disponibili per il loro posizionamento.
L'impianto frigorifero ideale per celle ad AC, per celle cioè che rimangono ermeticamente chiuse per tempi variabili da 3 a 8 mesi, deve rispondere ai seguenti requisiti:
- movimentazione blanda dell'aria da parte degli elettroventilatori dell'aerorefrigerante (max 15-20 ricicli/ora);
- delta T molto contenuto (2°), in modo da limitare, in combinazione con il punto precedente, l'effetto "vacuum" provocato dalle variazioni di pressione dei volumi d'aria a di versa temperatura.
AI delta T è poi indirettamente collegato un altro aspetto relativo al successo della conservazione: il problema dell'umidità relativa. È inutile fare AC del tipo voluto, che dovrebbe assicurare i migliori risultati qualitativi, se non sussistono le condizioni termoigrometriche tali da evitare cali peso a volte del 5-7%, con conseguente perdita qualitativa del prodotto conservato.

Impianto di atmosfera controllata

a) Assorbitori di gas CO2

In origine è bene ricordare che l'atmosfera controllata si attuò attraverso gli studi di Kidd e West con un'atmosfera confinata nell'ambiente in cui si conservavano i frutti. Con questo sistema si accetta già come molto vantaggiosa ai fini dei risultati l'azione di un'atmosfera costituita per circa 1'80% di azoto e con presenza del 10-11% di anidride carbonica e del 10-11% di ossigeno in volume; queste atmosfere si formano naturalmente in seguito alla respirazione della frutta in un ambiente ermetico agli scambi gassosi o con modesti scambi gassosi con l'ambiente esterno.
L'impiego dell'atmosfera confinata aveva messo in evidenza che la presenza di concentrazioni massicce di C02 portava a squilibri fisiologici irreversibili con risultati, in qualche caso, disastrosi per molte varietà. Studi approfonditi dimostrarono che - senza trascurare l'azione positiva dell'anidride carbonica ai fini del rallentamento respiratorio soprattutto la carenza di ossigeno era determinante ai fini del risultato, orientando così la ricerca sul modo per ridurre, ed in alcuni casi eliminare, l'anidride carbonica che è continuamente emessa dai frutti in conservazione, anche se in condizioni di vita latente.
Si pose così il problema della riduzione del gas C02, attuato dapprima attraverso l'assorbimento chimico, con l'impiego di idrato di calcio a contatto con l'atmosfera circostante i frutti, ed in seguito attraverso l'impiego di altri composti chimici assorbenti il gas C02 semirigenerabili (carbonato potassico) e totalmente rigenerabili (trietanolamina-dietanolamina, ecc.), realizzando apparecchiature di assorbimento più o meno valide e più o meno costose.
Verso la fine degli anni '60, dato il diffondersi dell'atmosfera controllata, ci si è trovati nella necessità di semplificare il problema, ricorrendo all'assorbimento fisico del gas C02 con materiali speciali, fra i quali è stato scelto un particolare tipo di carbone attivato che ha la particolarità di fissare la molecola della C02 e di liberare la stessa quando è investito da aria atmosferica, anche a temperatura ambiente.
La caratteristica fondamentale, positiva di questi assorbitori di gas C02 è la loro semplicità costruttiva e di funzionamento, oltre che il basso consumo di energia elettrica. Gli assorbitori di questo tipo hanno tutti un funzionamento completamente automatico, nel senso che le fasi di assorbimento e di rigenerazione dei carboni attivi si susseguono automaticamente. Seguendo i criteri già adottati nei depuratori ad assorbimento chimico, date le grandi capacità delle macchine ad assorbimento fisico poste sul mercato, si è continuato a percorrere la strada della centralizzazione dell'impianto. In effetti però la centralizzazione dell'impianto di assorbimento del gas C02 comporta:
a) installazione delle tubazioni di collegamento delle celle agli assorbitori;
b) centralizzati in sala macchine con relativa ermeticità dei giunti per evitare scambi gassosi con l'esterno; inserimento nel circuito di valvole di intercettazione per includere ed escludere le diverse celle;
c) installazione di quadri di comando sempre più sofisticati.

Per questa ragione si è abbandonato questo tipo di impiantistica con depuratori centralizzati per ritornare ad una concezione semplice e funzionale dell'impianto, adottando la soluzione di servire ogni cella con un assorbitore singolo . A questo scopo si è arrivati a progettare e realizzare negli ultimi dieci anni assorbitori di media potenza atti a servire le celle di capacità unitaria massima di 500 t. l vantaggi rispetto all'impianto centralizzato sono rappresentati dalla eliminazione di tutti gli aspetti negativi dell'impianto centralizzato e cioè:
a) eliminazione di tutte le tubazioni di collegamento di più celle agli assorbitori centralizzati;
b) eliminazione di tutte le elettrovalvole di qualunque tipo poste sui collettori di distribuzione;
c) eliminazione di tutti i complicati circuiti elettrici di comando.
Questo concetto di funziona mento di un assorbitore per ogni nuove formule di conservazione denominate ULO ("Ultra Low Oxigen"), raccomandate dai ricercatori ed impiegate con successo dapprima nei Paesi anglosassoni e da qualche anno anche in Italia.

Dobbiamo a questo punto indicare quali sono oggi le tre diverse tipologie degli impianti di atmosfera controllata: AC tipo I: AC tradizionale con il 3-4% di 02 e il 3-5% di C02; AC tipo II: LO ("low oxigen") con il 2-2,5% di O e l'1-3% di CO2; AC tipo III: ULO ("Ultra low oxigen") con l'1-1,5% di 02 e lo 0-2% di C02. È inutile soffermarsi sulle caratteristiche tecniche del primo tipo di AC, richiamando invece l'attenzione sulle caratteristiche principali dei modelli II e III, che sono:
a) elevatissima capacità di assorbimento del gas C02, per mantenere nelle celle una concentrazione di detto gas negli intorni del 2% (tipo II) e 1% (tipo III);
b) esclusione degli scambi gassosi con l'esterno (aria atmosferica) durante la successione delle fasi di assorbimento e rigenerazione per avere la possibilità di mantenere la concentrazione dell'ossigeno al di sotto del 2%, tendente all'1% negli impianti AC tipo III;
c) rigoroso controllo analitico mediante analizzatori continui, precisi e sicuri che, attraverso appositi sistemi computerizzati, intervengono su ogni macchina per regolarne il funzionamento, per mantenere costante il livello dell'anidride carbonica e dell'ossigeno delle celle secondo programmi memorizzati e sistemi di allarme che entrano in funzione al minimo spostamento dei valori prefissati;
d) limitatissime variazioni di pressione delle celle, per evitare scambi gassosi (vedi capitolo precedente). Fermo restando l'impiego degli assorbitori di gas C02 singoli, il compito che spetta ai progettisti è rappresentato dalla ricerca nel perfezionamento delle tecnologie già in uso.

In succinto:
1) scelta dei tipi di carboni attivati più idonei, sia per granulometria, che per loro natura (vegetale e minerale), capaci di rendimenti di assorbimento del gas C02 molto più elevati di quello finora ottenuto;
2) ricerca di metodi e tecniche di rigenerazione dei carboni attivati per liberarli totalmente di ogni residuo di gas C02 (tollerabile 0,050/0) per avere il massimo rendimento di assorbimento con livelli di gas C02 in cella inferiori o uguali all'1%.
3) studi di sistemi di valvole o di altri accorgimenti meccanici per evitare, o quanto meno ridurre a valori minimi, gli scambi gassosi con l'aria atmosferica nel passaggio dalla fase di rigenerazione alla fase di assorbimento e viceversa; ciò allo scopo di consentire la riduzione ed il mantenimento del tasso di ossigeno in cella a valori anche dell'1%;
4) studio di accorgimenti molto semplici con i quali, mediante l'apertura graduale e controllata di una valvola, si possa reintegrare il gas ossigeno nelle celle quando scende al di sotto del livello programmato per effetto della respirazione dei frutti.

a) Assorbitori di gas CO2

In origine è bene ricordare che l'atmosfera controllata si attuò attraverso gli studi di Kidd e West con un'atmosfera confinata nell'ambiente in cui si conservavano i frutti. Con questo sistema si accetta già come molto vantaggiosa ai fini dei risultati l'azione di un'atmosfera costituita per circa 1'80% di azoto e con presenza del 10-11% di anidride carbonica e del 10-11% di ossigeno in volume; queste atmosfere si formano naturalmente in seguito alla respirazione della frutta in un ambiente ermetico agli scambi gassosi o con modesti scambi gassosi con l'ambiente esterno.
L'impiego dell'atmosfera confinata aveva messo in evidenza che la presenza di concentrazioni massicce di C02 portava a squilibri fisiologici irreversibili con risultati, in qualche caso, disastrosi per molte varietà. Studi approfonditi dimostrarono che - senza trascurare l'azione positiva dell'anidride carbonica ai fini del rallentamento respiratorio soprattutto la carenza di ossigeno era determinante ai fini del risultato, orientando così la ricerca sul modo per ridurre, ed in alcuni casi eliminare, l'anidride carbonica che è continuamente emessa dai frutti in conservazione, anche se in condizioni di vita latente.
Si pose così il problema della riduzione del gas C02, attuato dapprima attraverso l'assorbimento chimico, con l'impiego di idrato di calcio a contatto con l'atmosfera circostante i frutti, ed in seguito attraverso l'impiego di altri composti chimici assorbenti il gas C02 semirigenerabili (carbonato potassico) e totalmente rigenerabili (trietanolamina-dietanolamina, ecc.), realizzando apparecchiature di assorbimento più o meno valide e più o meno costose.
Verso la fine degli anni '60, dato il diffondersi dell'atmosfera controllata, ci si è trovati nella necessità di semplificare il problema, ricorrendo all'assorbimento fisico del gas C02 con materiali speciali, fra i quali è stato scelto un particolare tipo di carbone attivato che ha la particolarità di fissare la molecola della C02 e di liberare la stessa quando è investito da aria atmosferica, anche a temperatura ambiente.
La caratteristica fondamentale, positiva di questi assorbitori di gas C02 è la loro semplicità costruttiva e di funzionamento, oltre che il basso consumo di energia elettrica. Gli assorbitori di questo tipo hanno tutti un funzionamento completamente automatico, nel senso che le fasi di assorbimento e di rigenerazione dei carboni attivi si susseguono automaticamente. Seguendo i criteri già adottati nei depuratori ad assorbimento chimico, date le grandi capacità delle macchine ad assorbimento fisico poste sul mercato, si è continuato a percorrere la strada della centralizzazione dell'impianto. In effetti però la centralizzazione dell'impianto di assorbimento del gas C02 comporta:
a) installazione delle tubazioni di collegamento delle celle agli assorbitori;
b) centralizzati in sala macchine con relativa ermeticità dei giunti per evitare scambi gassosi con l'esterno; inserimento nel circuito di valvole di intercettazione per includere ed escludere le diverse celle;
c) installazione di quadri di comando sempre più sofisticati.

Per questa ragione si è abbandonato questo tipo di impiantistica con depuratori centralizzati per ritornare ad una concezione semplice e funzionale dell'impianto, adottando la soluzione di servire ogni cella con un assorbitore singolo . A questo scopo si è arrivati a progettare e realizzare negli ultimi dieci anni assorbitori di media potenza atti a servire le celle di capacità unitaria massima di 500 t. l vantaggi rispetto all'impianto centralizzato sono rappresentati dalla eliminazione di tutti gli aspetti negativi dell'impianto centralizzato e cioè:
a) eliminazione di tutte le tubazioni di collegamento di più celle agli assorbitori centralizzati;
b) eliminazione di tutte le elettrovalvole di qualunque tipo poste sui collettori di distribuzione;
c) eliminazione di tutti i complicati circuiti elettrici di comando.
Questo concetto di funziona mento di un assorbitore per ogni nuove formule di conservazione denominate ULO ("Ultra Low Oxigen"), raccomandate dai ricercatori ed impiegate con successo dapprima nei Paesi anglosassoni e da qualche anno anche in Italia.

Dobbiamo a questo punto indicare quali sono oggi le tre diverse tipologie degli impianti di atmosfera controllata: AC tipo I: AC tradizionale con il 3-4% di 02 e il 3-5% di C02; AC tipo II: LO ("low oxigen") con il 2-2,5% di O e l'1-3% di CO2; AC tipo III: ULO ("Ultra low oxigen") con l'1-1,5% di 02 e lo 0-2% di C02. È inutile soffermarsi sulle caratteristiche tecniche del primo tipo di AC, richiamando invece l'attenzione sulle caratteristiche principali dei modelli II e III, che sono:
a) elevatissima capacità di assorbimento del gas C02, per mantenere nelle celle una concentrazione di detto gas negli intorni del 2% (tipo II) e 1% (tipo III);
b) esclusione degli scambi gassosi con l'esterno (aria atmosferica) durante la successione delle fasi di assorbimento e rigenerazione per avere la possibilità di mantenere la concentrazione dell'ossigeno al di sotto del 2%, tendente all'1% negli impianti AC tipo III;
c) rigoroso controllo analitico mediante analizzatori continui, precisi e sicuri che, attraverso appositi sistemi computerizzati, intervengono su ogni macchina per regolarne il funzionamento, per mantenere costante il livello dell'anidride carbonica e dell'ossigeno delle celle secondo programmi memorizzati e sistemi di allarme che entrano in funzione al minimo spostamento dei valori prefissati;
d) limitatissime variazioni di pressione delle celle, per evitare scambi gassosi (vedi capitolo precedente). Fermo restando l'impiego degli assorbitori di gas C02 singoli, il compito che spetta ai progettisti è rappresentato dalla ricerca nel perfezionamento delle tecnologie già in uso.

In succinto:
1) scelta dei tipi di carboni attivati più idonei, sia per granulometria, che per loro natura (vegetale e minerale), capaci di rendimenti di assorbimento del gas C02 molto più elevati di quello finora ottenuto;
2) ricerca di metodi e tecniche di rigenerazione dei carboni attivati per liberarli totalmente di ogni residuo di gas C02 (tollerabile 0,050/0) per avere il massimo rendimento di assorbimento con livelli di gas C02 in cella inferiori o uguali all'1%.
3) studi di sistemi di valvole o di altri accorgimenti meccanici per evitare, o quanto meno ridurre a valori minimi, gli scambi gassosi con l'aria atmosferica nel passaggio dalla fase di rigenerazione alla fase di assorbimento e viceversa; ciò allo scopo di consentire la riduzione ed il mantenimento del tasso di ossigeno in cella a valori anche dell'1%;
4) studio di accorgimenti molto semplici con i quali, mediante l'apertura graduale e controllata di una valvola, si possa reintegrare il gas ossigeno nelle celle quando scende al di sotto del livello programmato per effetto della respirazione dei frutti.

a) Assorbitori di gas CO2

In origine è bene ricordare che l'atmosfera controllata si attuò attraverso gli studi di Kidd e West con un'atmosfera confinata nell'ambiente in cui si conservavano i frutti. Con questo sistema si accetta già come molto vantaggiosa ai fini dei risultati l'azione di un'atmosfera costituita per circa 1'80% di azoto e con presenza del 10-11% di anidride carbonica e del 10-11% di ossigeno in volume; queste atmosfere si formano naturalmente in seguito alla respirazione della frutta in un ambiente ermetico agli scambi gassosi o con modesti scambi gassosi con l'ambiente esterno.
L'impiego dell'atmosfera confinata aveva messo in evidenza che la presenza di concentrazioni massicce di C02 portava a squilibri fisiologici irreversibili con risultati, in qualche caso, disastrosi per molte varietà. Studi approfonditi dimostrarono che - senza trascurare l'azione positiva dell'anidride carbonica ai fini del rallentamento respiratorio soprattutto la carenza di ossigeno era determinante ai fini del risultato, orientando così la ricerca sul modo per ridurre, ed in alcuni casi eliminare, l'anidride carbonica che è continuamente emessa dai frutti in conservazione, anche se in condizioni di vita latente.
Si pose così il problema della riduzione del gas C02, attuato dapprima attraverso l'assorbimento chimico, con l'impiego di idrato di calcio a contatto con l'atmosfera circostante i frutti, ed in seguito attraverso l'impiego di altri composti chimici assorbenti il gas C02 semirigenerabili (carbonato potassico) e totalmente rigenerabili (trietanolamina-dietanolamina, ecc.), realizzando apparecchiature di assorbimento più o meno valide e più o meno costose.
Verso la fine degli anni '60, dato il diffondersi dell'atmosfera controllata, ci si è trovati nella necessità di semplificare il problema, ricorrendo all'assorbimento fisico del gas C02 con materiali speciali, fra i quali è stato scelto un particolare tipo di carbone attivato che ha la particolarità di fissare la molecola della C02 e di liberare la stessa quando è investito da aria atmosferica, anche a temperatura ambiente.
La caratteristica fondamentale, positiva di questi assorbitori di gas C02 è la loro semplicità costruttiva e di funzionamento, oltre che il basso consumo di energia elettrica. Gli assorbitori di questo tipo hanno tutti un funzionamento completamente automatico, nel senso che le fasi di assorbimento e di rigenerazione dei carboni attivi si susseguono automaticamente. Seguendo i criteri già adottati nei depuratori ad assorbimento chimico, date le grandi capacità delle macchine ad assorbimento fisico poste sul mercato, si è continuato a percorrere la strada della centralizzazione dell'impianto. In effetti però la centralizzazione dell'impianto di assorbimento del gas C02 comporta:
a) installazione delle tubazioni di collegamento delle celle agli assorbitori;
b) centralizzati in sala macchine con relativa ermeticità dei giunti per evitare scambi gassosi con l'esterno; inserimento nel circuito di valvole di intercettazione per includere ed escludere le diverse celle;
c) installazione di quadri di comando sempre più sofisticati.

Per questa ragione si è abbandonato questo tipo di impiantistica con depuratori centralizzati per ritornare ad una concezione semplice e funzionale dell'impianto, adottando la soluzione di servire ogni cella con un assorbitore singolo . A questo scopo si è arrivati a progettare e realizzare negli ultimi dieci anni assorbitori di media potenza atti a servire le celle di capacità unitaria massima di 500 t. l vantaggi rispetto all'impianto centralizzato sono rappresentati dalla eliminazione di tutti gli aspetti negativi dell'impianto centralizzato e cioè:
a) eliminazione di tutte le tubazioni di collegamento di più celle agli assorbitori centralizzati;
b) eliminazione di tutte le elettrovalvole di qualunque tipo poste sui collettori di distribuzione;
c) eliminazione di tutti i complicati circuiti elettrici di comando.
Questo concetto di funziona mento di un assorbitore per ogni nuove formule di conservazione denominate ULO ("Ultra Low Oxigen"), raccomandate dai ricercatori ed impiegate con successo dapprima nei Paesi anglosassoni e da qualche anno anche in Italia.

Dobbiamo a questo punto indicare quali sono oggi le tre diverse tipologie degli impianti di atmosfera controllata: AC tipo I: AC tradizionale con il 3-4% di 02 e il 3-5% di C02; AC tipo II: LO ("low oxigen") con il 2-2,5% di O e l'1-3% di CO2; AC tipo III: ULO ("Ultra low oxigen") con l'1-1,5% di 02 e lo 0-2% di C02. È inutile soffermarsi sulle caratteristiche tecniche del primo tipo di AC, richiamando invece l'attenzione sulle caratteristiche principali dei modelli II e III, che sono:
a) elevatissima capacità di assorbimento del gas C02, per mantenere nelle celle una concentrazione di detto gas negli intorni del 2% (tipo II) e 1% (tipo III);
b) esclusione degli scambi gassosi con l'esterno (aria atmosferica) durante la successione delle fasi di assorbimento e rigenerazione per avere la possibilità di mantenere la concentrazione dell'ossigeno al di sotto del 2%, tendente all'1% negli impianti AC tipo III;
c) rigoroso controllo analitico mediante analizzatori continui, precisi e sicuri che, attraverso appositi sistemi computerizzati, intervengono su ogni macchina per regolarne il funzionamento, per mantenere costante il livello dell'anidride carbonica e dell'ossigeno delle celle secondo programmi memorizzati e sistemi di allarme che entrano in funzione al minimo spostamento dei valori prefissati;
d) limitatissime variazioni di pressione delle celle, per evitare scambi gassosi (vedi capitolo precedente). Fermo restando l'impiego degli assorbitori di gas C02 singoli, il compito che spetta ai progettisti è rappresentato dalla ricerca nel perfezionamento delle tecnologie già in uso.

In succinto:
1) scelta dei tipi di carboni attivati più idonei, sia per granulometria, che per loro natura (vegetale e minerale), capaci di rendimenti di assorbimento del gas C02 molto più elevati di quello finora ottenuto;
2) ricerca di metodi e tecniche di rigenerazione dei carboni attivati per liberarli totalmente di ogni residuo di gas C02 (tollerabile 0,050/0) per avere il massimo rendimento di assorbimento con livelli di gas C02 in cella inferiori o uguali all'1%.
3) studi di sistemi di valvole o di altri accorgimenti meccanici per evitare, o quanto meno ridurre a valori minimi, gli scambi gassosi con l'aria atmosferica nel passaggio dalla fase di rigenerazione alla fase di assorbimento e viceversa; ciò allo scopo di consentire la riduzione ed il mantenimento del tasso di ossigeno in cella a valori anche dell'1%;
4) studio di accorgimenti molto semplici con i quali, mediante l'apertura graduale e controllata di una valvola, si possa reintegrare il gas ossigeno nelle celle quando scende al di sotto del livello programmato per effetto della respirazione dei frutti.

TIPOLOGIA IMPIANTISTICA PER L'ULTRA LOW OXYGEN (ULO):
RICERCA, TECNOLOGIA E APPLICAZIONE
(relazione presentata al convegno "Effect of preharvest and postharvest factors on storage of fruit" Varsavia - 3-7/08/97)
 
Pierluigi Mattè e Luca Buglia
Fruit Control Equipments


La tecnologia dell'atmosfera controllata è nota da anni a tutti gli esperti del settore per essere, assieme all'applicazione del freddo, il mezzo che consente di procrastinare la conservazione dei prodotti ortofrutticoli con alti standard qualitativi. In particolare tale tecnica, adottata singolarmente o in combinazione sequenziale con altri trattamenti (ad es. stress iniziali di basso ossigeno "ILOS", shock di CO2, etc.) è presa in considerazione anche in vista di conservazioni per brevi periodi (dell'ordine di settimane e non soltanto di mesi).


Prove sperimentali (Stephen et al.) hanno infatti evidenziato come conservazioni di appena 4 settimane in atmosfera controllata, seguite da normale frigoconservazione, siano significative per il mantenimento di parametri quali durezza, colore, acidità etc. rispetto a conservazione senza l'utilizzo dell'atmosfera controllata. Naturalmente tali risultati sono possibili mediante l'applicazione di formule ULO, con ossigeno attorno all'1%. Se fino ad alcuni anni fa l'applicazione su vasta scala delle formule ULO si presentava piuttosto difficoltosa e rischiosa, negli ultimi anni vi è stata la loro adozione anche a livello operativo, in particolare nei casi in cui, partendo da prodotti aventi alti standard qualitativi (ad es. mele di montagna) si desideri mantenerne la qualità. Ciò è stato possibile grazie all'adozione di alcune tecniche e al perfezionamento di apparecchiature elettroniche di controllo. In particolare, alcuni accorgimenti e soluzioni tecniche abbinate, quali l'adozione dei pannelli di poliuretano espanso racchiusi in una corteccia di lamiera per la costruzione delle celle frigorifere, rivestiti in seguito da resina impermeabilizzante per il trattamento di tenuta ai gas, impianti frigoriferi ed impianti AC sempre più sofisticati ed affidabili e impermeabilizzazione a livello dei pavimenti hanno consentito l'abbassamento della percentuale di ossigeno a tassi difficilmente raggiungibili con le vecchie strutture.


Le moderne apparecchiature di analisi e gestione computerizzata degli impianti hanno garantito una sicurezza operativa sicuramente diversa rispetto ai vecchi sistemi semi-automatici o completamente manuali. Anche le macchine relative all'impianto AC hanno conosciuto un'evoluzione ed un perfezionamento notevole rispetto ai primi modelli. Basti pensare all'avvento della tecnologia delle membrane cave per la generazione dell'azoto per filtraggio dell'aria atmosferica che ha immediatamente sostituito l'ormai obsoleta tecnologia dei bruciatori a propano, i quali, se da una parte diminuivano l'ossigeno, dall'altra alzavano enormemente i tassi di anidride carbonica. (Va comunque tenuto conto che per alcune applicazioni - pesche, nettarine - dove si richiedono tassi di CO2 elevati, tali bruciatori sono ancora utilizzati).


Attrezzature per la modificazione dell'atmosfera

Per modificare l'atmosfera all'interno di una cella preventivamente predisposta è necessario fare alcune premesse:
I prodotti ortofrutticoli sono organismi vivi, che proseguono il loro metabolismo anche dopo il distacco dalla pianta. Tali prodotti, durante la conservazione, consumano ossigeno e producono anidride carbonica, vapore acqueo, calore ed etilene oltre ad altri sottoprodotti; il livello del loro metabolismo ne determina quindi la vita dopo la raccolta. Se il prodotto è messo in cella refrigerata si ha una diminuzione della respirazione, con un conseguente incremento della sua vita post-raccolta (naturalmente per ogni frutto esiste una temperatura minima al di sotto della quale insorgono danni).
- L'anidride carbonica è prodotta in continuo, proporzionalmente al livello di respirazione del frutto, ed è quindi necessario rimuoverla per evitare danni dovuti al suo accumulo.
- Il tempo in cui si raggiunge il valore ideale di conservazione influenza la qualità della merce e la sua durata. E' quindi necessario eliminare velocemente l'ossigeno in eccesso presente in cella all'inizio della conservazione. Dato per scontato che è necessario predisporre la cella frigorifera completa di porte speciali a tenuta di gas, di trattamenti dei giunti e delle pareti con resine come detto prima, al fine di garantirne l'ermeticità, per escludere qualsiasi possibilità di contatto tra l'aria interna ed esterna alla cella (sifonando gli eventuali passaggi quali sbrinamenti etc.), si tratta di modificare l'atmosfera nella cella utilizzando le seguenti apparecchiature:

1. Fornire la cella di accessori che ne garantiscano il corretto funzionamento durante la conservazione in atmosfera controllata, al fine di mantenere costanti i parametri quali O2/CO2; a tale scopo è opportuno montare valvole di sicurezza a sifone (più sicure di quelle meccaniche), polmoni di compensazione, manometri,etc.

2. Eliminare l'ossigeno in eccesso dalla cella all'inizio della conservazione con l'immissione di azoto prodotto da un apposito generatore a fibre cave (Swan, Bravo, Fighter). L'adozione di formule ULO implica il fatto che il raggiungimento del 5% di ossigeno nelle celle si realizzi almeno entro le 24 ore. Tempi di 8 ore, oggi praticamente raggiungibili con costi accettabili, hanno ovviamente effetti superiori.

3. Depurare la cella dall'anidride carbonica tramite un apposito assorbitore (Delta Gem) Anche per le formule relative alla CO2 si è reso necessario il mantenimento a livelli sempre più bassi e costanti ; a questo scopo, all'inizione degli anni '80, si è abbandonata la tecnologia di assorbitori centralizzati a favore dell'introduzione di assorbitori singoli, collegando una macchina a ciascuna cella.

4. Controllare periodicamente i valori di ossigeno ed anidride carbonica in cella con sistemi elettronici. Il settore analisi e computerizzazione degli impianti è quello che ha conosciuto i maggiori sviluppi negli ultimi anni. Le analisi dell'atmosfera possono essere fatte sia tramite analizzatori elettronici portatili, sia con sistemi fissi, i quali possono essere collegati a sistemi di gestione automatici o computerizzati. Gli stessi sistemi possono consentire il controllo a distanza degli impianti tramite modem, non richiedendo in tal caso la presenza dell'operatore sull'impianto e consentendo un servizio di assistenza preventiva da parte della ditta incaricata delle manutenzioni.

5. Depurare l'atmosfera dall'etilene soprattutto per la conservazione di alcuni prodotti quali kiwi, agrumi, pere, frutti tropicali e ortaggi mediante un convertitore catalitico (Swingtherm) o un assorbitore chimico (Eti). Il primo sistema, basato sull'eliminazione dell'etilene con un catalizzatore che opera ad alte temperature, garantisce un abbattimento uniforme nel tempo, oltre che un effetto "sterilizzante" dell'aria. Il secondo sistema, invece, implica l'utilizzo di permanganato di potassio con supporto di argilla o allumina, che ossidando l'etilene "a freddo" in cella, va via via perdendo la capacità di abbattimento nel tempo (alcuni mesi per il kiwi, poche settimane per mele, pere, etc.). Sono naturalmente diversi i costi iniziali di investimento e di gestione successivi.

6. Integrare, se necessario, vapore acqueo freddo alla cella per mantenere il valore di UR molto elevato mediante un apposito umidificatore (Kristall). A questo proposito è fondamentale la progettazione dell'impianto frigorifero, che deve corrispondere a determinate caratteristiche per permettere la minima dispersione di umidità (superficie dell'evaporatore, tipo di fluido frigorifero, differenza di temperatura tra il fluido frigorifero nell'evaporatore e temperatura della cella).

Impianti sperimentali


Parallelamente all'impiantistica di tipo industriale si è sviluppata l'impiantistica rivolta alla ricerca, costituita da contenitori e celle sperimentali di varia tipologia atti allo studio specifico di piccole quantità di frutti in regime di atmosfera controllata. Contenitori sperimentali, provvisti di impianti autonomi per la refrigerazione, o più semplicemente posizionati all'interno di celle frigorifere, sono solitamente collegati ad un sistema di gestione computerizzato che, oltre a rilevarne la composizione gassosa interna, provvede alla sua eventuale modificazione secondo parametri preimpostati. Tali apparecchiature consentono di effettuare prove sperimentali al fine di verificare e studiare la conservabilità delle diverse specie. Questo settore, forse ancora più dinamico del settore degli impianti industriali, richiede sempre progetti "custom - made", ossia pensati e studiati per le diverse esigenze legate alla ricerca e alla sperimentazione.

I componenti fondamentali di un impianto sperimentale sono i seguenti:

1. Un numero di contenitori a tenuta di gas (oggi prevalentemente in materiale plastico, completamente o in parte trasparente), per le prove di conservazione in AC. La tenuta a livello del coperchio di chiusura può essere realizzata con un battente idraulico. Considerando i bassi quantitativi di prodotto da studiare, le dimensioni di tali contenitori variano da 200lt a 1000lt. I contenitori di maggiori dimensioni sono spesso forniti di supporto dotato di ruote per il loro spostamento. Tutti sono dotati di ventilatore per omogeneizzare l'aria interna e di polmone di compensazione.

2. Un sistema per la modificazione dell'atmosfera all'interno dei contenitori, costituito da: depuratori di CO2 a calce sodata o a carbone attivo e da un generatore di azoto per l'immissione di tale gas all'interno dei contenitori.

3. Un sistema per l'abbattimento dell'etilene costituito da depuratori a permanganato di potassio o da un sistema catalitico.

4. Una centralina dove sono posizionati i sistemi menzionati ai punti 2 e 3, che può essere realizzata a parte o installata sulla piattaforma di supporto dei contenitori., completa di valcole automatiche collegate ai contenitori stessi.

5. Un sistema elettronico di precisione con gestione manuale o da PLC per l'analisi dei gas.

6. Un computer per la raccolta dei dati storici e per la gestione di tutto l'impianto.

7. Un gascromatografo per l'analisi dell'etilene ed altri gas, collegato al sistema di prelievo dei campioni di gas già utilizzato per l'analisi O2 e CO2, eventualmente integrato al programma di gestione per la raccolta dei dati relativi a questo gas.

8. Sistemi di compensazione automatici delle variazioni di pressione mediante reintegro di gas nei contenitori.

9. Immissione automatica gas specifici (CO2 - O2, etc.)

Dalla progettazione e dall'applicazione di apparecchiature e sistemi innovativi abbinati ad impianti industriali hanno avuto origine in passato soluzioni che hanno poi visto l'applicazione anche ad impianti sperimentali. In realtà, da un certo punto di vista, questo fatto rappresenta un'anomalia, perchè in certi casi si rischia l'applicazione di un sistema nuovo ad impianti industriali, senza avere un riscontro preventivo in fase sperimentale. Ci si trova spesso, quindi, nelle condizioni di suggerire ai clienti applicazioni che trovano solamente riscontri teorici, anche se raramente tali applicazioni hanno esiti non soddisfacenti. Da parte delle ditte produttrici di impianti si sente quindi la necessità di un riscontro dal mondo scientifico, non solo sui singoli sistemi ed apparecchiature, ma anche sulle applicazioni di tali apparecchiature per le diverse specie frutticole.
 

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Valori improntati al buon senso ed alla pratica comune della buona frigoconservazione

STORAGE BEHAVIOUR of ORANGE "VALENCIA LATE"
in ROOMS with ETHYLENE REMOVAL
A. Testoni, R. Cazzola and L. Ragozza
Istituto Sperimentale per la Valorizzazione Tecnologica dei Prodotti Agricoli, Milano, Itlay G. Lanza
Istituto Sperimentale per l'Agrumicoltura, Acireale, Catania, Italy
Additional index words. quality, decay, appearance, taste
 
 

ABSTRACT

The preservation of quality of orange "Valencia late" was evaluated during a 5 month storage at 6°C in air and in air with ethylene removal by means of a Swingterm converter. Every month, a sample of twenty fruit was checked, skin colour, internal acetaldehyde and ethylene, %juice, ethanol, soluble solids and titratable acidity in juice were measured. At the end of storage, the percentage of fruit affected by decay or physiological disorders and of those with green calyx was recorded, and a taste test was carried out. Fruit stored in ethylene-free room, showed a lower decay rate, a better skin appearance, and a higher number of fruit with green calyx. The same oranges had lower internal ethylene and acetaldehyde contents, a higher acidity and a lower ethanol level in juice. The taste test showed only minor difference between fruits submitted to the two different storage treatments. The catalytic ethylene scrubber, already successfully used in pear and kiwifruit storage, seems to improve storability and quality also in long-term storage of oranges "Valencia late", by delaying senescence of fruit.


INTRODUCTION

The storage life of oranges is conditioned by such factors, as fruit variety, temperature, physiological disorders and the extent of moulds which develop. The optimal storage temperature for "Valencia" oranges produced in Italy was found to be around 6-7° C (Agabbio et al., 1986, 1987; Arras and Schirra, 1988). Also well-known is the role which the volatiles of citrus fruit play on senescence and in the development of abnormal tastes in fruit (Norman, 1977). Researchers suggest good ventilation and daily air change during storage (Wardowski et al., 1986). Among these volatiles, ethylene seems to play a primary role; in fact a number of researchers pointed out the detrimental effects of high level of this gas on fruit storability and quality (McGlasson and Eaks, 1972; Davies et. al., 1974; Wild et. al., 1976,1977). Many methods were proposed in the past, in order to purify storage room atmosphere by absorbing or by destroying ethylene. The present work aimes at verifying the advantage of ethylene removal on "Valencia oranges" by means of a catalytic converter, already successfully used in storage of ethylene sensitive species (Wojciechowski, 1988).

MATERIALS AND METHODS

"Valencia late" oranges were grown in Sicily and picked at a proper maturity stage at the end of April 1991. The fruits were, within 24 hours of harvest, treated with TBZ in a commercial packinghouse and then sent to Milan. On their arrival at I.V.T.P.A., they were inspected again removing damages fruits and fruits affected by moulds. Fruits sorted for uniformity of orange colour and size were randomized into two groups each consisting of 20 plastic crates (approx. 80 fruits per crate). Then one group was placed in a storage room without ethylene removal equipment, the other in a storage with a catalytic converter. In both the storage rooms the temperature was mainted at 6°C and the humidity ranged from 85-90%. Ethylene in the control room was found varying between 2 to 3 ppm before the daily air change, while in the scrubber room it was kept between 0.02 and 0.03. Initially and after 2, 3, 4 and 5 storage months the following quality evaluations were carried out:
- The behaviour of peel colour by a Minolta Croma Meter CR 200 reflectance colorimeter on two samples of 40 fruit each;
- Ethylene and acetaldehyde contents inside the fruit atmosphere by gas-chromatography;
- Soluble-solid content, titratable acidity, juice % by conventional methods;
- Ethanol content in juice by an enzymatic method. For the last 5 analyses individually 20 fruit were used for each analysis.

At the end of storage after 5 months, all fruits were inspected and classified as healthy or unmarketable. Unmarketable fruits were subdivided into two groups: the first group consisted of fruit affected by moulds caused by Penicellium spp., whilst the second group consisted of fruit affected by other moulds or different physiological disorders (stem-end rind breakdown, pitting, etc.). The healthy fruits were classified according to the appearance of button (green calyx, black calyx and detached). A sensory evaluation was performed by a triangle assaying procedure, on the mixed juices of 10 fruits from each treatment. The test was repeated over a period of 7 days, twice daily, using randomized glasses of juice, indentified by a three digit random number. Each taster was requested to identify the odd sample, express his preference and state the reasons. Furthermore on two samples of 5 kg of peeled fruit, stored according to the two different procedures, the GC/MS analysis of typical volatile compounds of the juice was carried out. (SEE TABLE 1, TABLE 2).

RESULTS AND DISCUSSION

The behaviour of the colour of fruit skin during storage (Table 1) shows a substantially different trend in the two groups: the ethylene-free fruit retains a higher brightness than the test group, which is much more evident after 4 and 5 storage months. As regards the red component (a*), no differences were found between fruit from the two storage system. Yellowness (b*) resulted higher in ethylene-free fruit, which showed an increasing trend already after a 2-month storage time, whilst in the control group a decreasing trend was observed. The sharp decrease observed in the yellow component at storage end is very pronounced. Ethylene and acetaldehyde measured in the air inside the fruit show increasing values with increasing storage time (Table 2). Low ethylene storage drastically reduced both these compounds. In fact the average value was of 1/4 for internal ethylene and 1/6 for acetaldehyde. The juice and soluble solids contents which, for the sake of brevity, are not reported, showed sligth differences among treatments. The behaviour of acidity during storage was sensibly higher in fruit kept in low ethylene (Table 3). Also the ethanol content in juice confirms the trend of other parameters, showing an increase proportional to the storage time and values which are costantly lower in fruit stored in low ethylene.
(SEE TABLE 3)

After 5 month's storage the amount of ethanol in control fruit results to be double that found in fruit stored in a scrubbed atmosphere. The results of fruit storability can be clearly seen in Table 4, 5 and 6. The percentage of healthy fruit stored with catalytic system was higher than in fruit stored under traditional conditions. The incidence of decay, predominantly green and blue mould (Penicillium digitatum and italicum) was significantly less in fruits kept in the storage room with ethylene removal equipment. These results confirmed those of McGlasson and Eaks (1972) who reported less mould incidence in stored "Valencia" oranges in a low ethylene environment. A similar response with lemons was obtained by Wild et. al. (1976). El-Kazzaz et.al. (1983) working on the effect of various concentration of ethylene on the in vitro and in vivo growth of postharvest fruit-infecting fungi found that ethylene significantly stimulated spore germination of P.digitatum and italicum. Observing the appearance of the healthy fruit, 81% of the fruit stored in low ethylene retained (SEE TABLE 4, TABLE 5, TABLE 6) green calyx. In fruit kept in the normal storage room, only 5%retain green calyx, and in most of them a black calyx was observed (67%). The sensory evaluation did not show such evident results as the objective analyses, because only half the tests carried out resulted statistically different (SEE TABLE 7), and overall, only 62% of tasters succeded in finding out the right answer in the triangli test. Among the tasters who gave the right answer, approximately 60% gave their preference to the juice from ethylene-free fruit. As to the reasons of preferences, most used adjectives were: more acid, sweeter, less aromatic, presence of off-flavours, but not always were such adjectives attributed to the same samples. So there is some doubt the sensorial difference existing between treatments might be smaller than the variability existing between individual oranges. In the chromatograms were pointed out, which are regarded as typical for volatile compounds. Among the main ones that can be mentioned here are: limonene, ß-pinene, linalool, trans- and ciscarveol and valenvenve, which is regarded as the impact component for this cultivar. The intensity of peaks was higher in fruit stored under traditional conditions, whilst the catalytic purification reduced the intensity. In particular, in the juice from ethylene-free oranges, small amounts of linalool and the disappearance of cis-carveol were observed.


RESULTS

Our purpose was to verify the long-term storability of ranges "Valencia late" and their quality characteristics, and the storage results showed interesting differences. The percentage of healthy fruits was 90% vs. a value of 35% observed in the control, and, above all, the appearence and the freshness of fruit stored under ethylene-free conditions was considerably better. In fact, 81% of fruit showed a green calyx vs. 5% of those stored by the traditional method. Besides other specific defects of skin, the lack of calyx, or its darkening are regarded by the market as evident sympotoms on fruit senescence. Physical-chemical analysis demonstrated considerable difference in internal ethylene and acetaldehyde, and also in the juice there was a difference in ethanol content and acidity. The colour of the skin was also brighter in fruit stored using the catalytic scrubber. All these analytical indexes confirm the higher freshness and vitality of fruit purified by the new method. It should be furthermore stressed that the catalytic scrubber was capable of destroying not only ethylene, but also the other volatile substances of air. The evaluations carried out by a taste panel did not find such substantial differences as the analytical assays did; perhaps such differences, which anyway emerged, even if to a minimal extent, may have been attenuated by the variability existing between individual fruit. The facility of the working of the catalytic scrubber, which makes unnecessary air exchanges, suggests that it could be very advantageous in long-term storage of oranges. Not only for tradespeople, who gain their highest prices during the months of September or October, but also for the customers, who get healthy looking and better tasting oranges, without the typical off-flavours of fruit stored for long time.