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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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