La Atmósfera Controlada
Los
equipos y sistemas frigoríficos ocupados en refrigeración, en su
mayoría están orientados a los alimentos en su almacenaje,
conservación, distribución y proceso. Los equipos y sistemas
frigoríficos sufren adaptaciones físicas y de operación, según la
aplicación y el tipo de producto, obteniendo mayor eficacia y
eficiencia en ellos. Así por ejemplo, tenemos sistemas IQF, túneles
californianos, cámaras de atmósfera controladas, Chiller de banco de
hielo, Hidro cooler para pre-fríos, etc. Esta vez conoceremos un poco más sobre atmósferas controladas.
La atmósfera controlada se ocupa en Chile desde finales de los 80 por los frigoríficos fruteros, siendo fortalizado por la comercialización de los kiwis y las manzanas.
Funcionamiento
El catalizador dispone de dos columnas cada una dispone de un medio de almacenamiento de calor con catalizador de platina, dos elementos de calor y un ventilador. Se guía el aire de la cámara a tratar por una de las columnas calentándolo. A continuación el aire es guiado con una alta temperatura por el catalizador, 300° celcius, en el cual se descompone el gas etilénico. A continuación el caudal de aire es pasado por el nuevamente, para eliminar las moléculas restantes de etileno. El aire es enfriado y devuelto a la cámara.
Como se trata de un funcionamiento por descomposición, no hace falta realizar ninguna regeneración. El funcionamiento permite descomponer el etileno presente hasta un nivel de 1 ppb (partes por billón). Con su sistema de recuperación de calor y el dominio de una temperatura óptima necesaria, nuestro catalizador consume únicamente la energía indispensable.
El catalizador de etileno es de fácil manejo a través del panel de uso situado en la parte exterior del cuadro. El catalizador puede ser utilizado a través de un computador personal (PC) si éste se encuentra conectado a un sistema de análisis con PC. Si el sistema detecta cualquier avería, ésta es señalizada de forma acústica y óptica. También existe otro equipo para eliminar etileno, el OXTOMCAV, este equipo, funciona con unos filtros del tipo ionizado, que ionizan las moléculas que pasa a través del filtro, descomponiendo así dicha moléculas y trasformándola en compuestos secundarios como oxígeno (oxígeno ionizado) y vapor de agua.
C. Quemador de Oxígeno ( O2 )
G. VÁLVULA DE SEGURIDAD DE SOBRE PRESIÓN:
H. VÁLVULA DE SEGURIDAD DE DEPRESIÓN:
I. MANÓMETRO EN U:
J. ABSORBEDORES DE DIFERENCIAS DE PRESIÓN:
K. HERMETICIDAD DE LAS CÁMARAS:
MEDIDAS DE SEGURIDAD ADICIONALES
Como se ha observado la técnica de atmósfera controlada es un complemento de los sistemas frigoríficos y muy recomendable para productos que respiran como las frutas y hortalizas (después de ser cosechado), ya que la atmósfera controlada retrasa el proceso de metabolismo de la fruta, con lo que el tiempo de vida se hace mucho más amplio durante la conservación y después de la conservación, manteniendo un producto en óptimas condiciones de comercialización; en el aspecto físico, de sabor, textura y madurez.
No olvidar que hay dos formas para sacar oxígeno, una por barrido de nitrógeno y la otra por el quemador de oxígeno.
Por quemador de oxígeno se demora alrededor de 6 días, en comparación con el generador de nitrógeno que lo hace en horas, y al mismo tiempo se energiza el absorbedor de CO2, que la función de este es sacar el CO2 y que ingrese un gas inerte. También se energiza el catalizador de etileno para sacar el etileno producido por el producto (en los que generan etileno), ya que sabemos que es perjudicial dentro de la atmósfera.
La atmósfera controlada se ocupa en Chile desde finales de los 80 por los frigoríficos fruteros, siendo fortalizado por la comercialización de los kiwis y las manzanas.
Atmósfera controlada es un
término que se utilizaba hasta fines del 2000 para referirse a
cualquiera de los siguientes procesos:
- Atmósfera controlada.
- Atmósfera modificada.
- Ambiente controlado.
- Envasado inyectando gas.
- Envasado al vacío.
- Envasado al vacío con película adherida.
- Atmósfera modificada.
- Ambiente controlado.
- Envasado inyectando gas.
- Envasado al vacío.
- Envasado al vacío con película adherida.
Hoy en día se realizan diferencias entre estos procesos, siendo:
1.Atmósfera controlada
La atmósfera controlada es
una técnica frigorífica de conservación en la que se interviene
modificando la composición gaseosa de la atmósfera en una cámara
frigorífica, en la que se realiza un control de regulación de las
variables físicas del ambiente (temperatura, humedad y circulación del
aire). Se entiende como atmósfera controlada (AC) la conservación de
productos hortofrutícolas, generalmente, en una atmósfera empobrecida
en oxígeno (O2) y enriquecida en dióxido carbónico (CO2). En este
caso, la composición del aire se ajusta de forma precisa a los
requerimientos del producto envasado, manteniéndose constante durante
todo el proceso.
Esta técnica asociada al frío, acentúa el efecto de la refrigeración sobre la actividad vital de los tejidos, evitando ciertos problemas fisiológicos y disminuir las pérdidas por podredumbres. La acción de la atmósfera sobre la respiración del fruto es mucho más importante que la acción de las bajas temperaturas. Esta atmósfera controlada ralentiza las reacciones bioquímicas provocando una mayor lentitud en la respiración, retrasando la maduración, estando el fruto en condiciones latentes, con la posibilidad de una reactivación vegetativa una vez puesto el fruto en aire atmosférico normal.
Esta técnica asociada al frío, acentúa el efecto de la refrigeración sobre la actividad vital de los tejidos, evitando ciertos problemas fisiológicos y disminuir las pérdidas por podredumbres. La acción de la atmósfera sobre la respiración del fruto es mucho más importante que la acción de las bajas temperaturas. Esta atmósfera controlada ralentiza las reacciones bioquímicas provocando una mayor lentitud en la respiración, retrasando la maduración, estando el fruto en condiciones latentes, con la posibilidad de una reactivación vegetativa una vez puesto el fruto en aire atmosférico normal.
2.Atmósfera modificada
La técnica se basa en el
empleo de nitrógeno solo o mezclado con dióxido de carbono, y en la
reducción del contenido en oxígeno hasta niveles normalmente
inferiores al 1%.
La atmósfera modificada se consigue realizando vacío y posterior reinyección de la mezcla adecuada de gases, de tal manera que la atmósfera que se consigue en el envase va variando con el paso del tiempo en función de las necesidades y respuesta del producto.
En la técnica del envasado en atmósfera modificada (EAM) se deben tener en cuenta cuatro componentes básicos: el envase empleado, la mezcla de gases, los materiales de envase y los equipos de envasado; todos ellos condicionados a su vez por la naturaleza del producto a envasar.
La composición normal del aire utilizado en el EAM es de 21% de oxígeno, 78 % de nitrógeno (N2) y menos del 0,1 % de dióxido de carbono. El CO2 es un gas altamente soluble en agua y con propiedades bacterioestáticas y fungiestáticas, lo que retarda el crecimiento de hongos y bacterias aeróbicas. El CO2 actúa alargando la fase vegetativa del crecimiento microbiano. El dióxido de carbono no es totalmente inerte y puede influir sobre el color, la consistencia y otros atributos de la calidad de las hortalizas.
La atmósfera modificada se consigue realizando vacío y posterior reinyección de la mezcla adecuada de gases, de tal manera que la atmósfera que se consigue en el envase va variando con el paso del tiempo en función de las necesidades y respuesta del producto.
En la técnica del envasado en atmósfera modificada (EAM) se deben tener en cuenta cuatro componentes básicos: el envase empleado, la mezcla de gases, los materiales de envase y los equipos de envasado; todos ellos condicionados a su vez por la naturaleza del producto a envasar.
La composición normal del aire utilizado en el EAM es de 21% de oxígeno, 78 % de nitrógeno (N2) y menos del 0,1 % de dióxido de carbono. El CO2 es un gas altamente soluble en agua y con propiedades bacterioestáticas y fungiestáticas, lo que retarda el crecimiento de hongos y bacterias aeróbicas. El CO2 actúa alargando la fase vegetativa del crecimiento microbiano. El dióxido de carbono no es totalmente inerte y puede influir sobre el color, la consistencia y otros atributos de la calidad de las hortalizas.
Las concentraciones de CO2
han de estar comprendidas entre el 20 y 60%, siendo más efectiva su
acción a bajas temperaturas. En el envasado en atmósfera modificada se
procura reducir al máximo el contenido en oxígeno para disminuir el
deterioro de los productos por oxidación. El nitrógeno se caracteriza
por ser un gas inerte. La utilización del N2 evita el colapso de los
envases en aquellos casos en los que el producto absorbe CO2.
Los factores que afectan a la intensidad de estos procesos y las condiciones de manipulación y comercialización, deben ser tenidos en cuenta para diseñar las características del sistema: producto-envase-entorno. Por ello, para efectuar el envasado en atmósfera modificada, debe seleccionarse una película polimérica con características de permeabilidad adecuadas.
El empleo de películas de diferente permeabilidad dará lugar a la formación de atmósfera de equilibrios distintos y por tanto la evolución de los frutos también será diferente. La envoltura individual de los frutos con una película retráctil conforma una segunda lámina externa de protección y una microatmósfera alrededor del fruto. Esta barrera evita la pérdida de humedad, protege frente a la propagación de podredumbres y mejora las condiciones higiénicas en la manipulación.
Los factores que afectan a la intensidad de estos procesos y las condiciones de manipulación y comercialización, deben ser tenidos en cuenta para diseñar las características del sistema: producto-envase-entorno. Por ello, para efectuar el envasado en atmósfera modificada, debe seleccionarse una película polimérica con características de permeabilidad adecuadas.
El empleo de películas de diferente permeabilidad dará lugar a la formación de atmósfera de equilibrios distintos y por tanto la evolución de los frutos también será diferente. La envoltura individual de los frutos con una película retráctil conforma una segunda lámina externa de protección y una microatmósfera alrededor del fruto. Esta barrera evita la pérdida de humedad, protege frente a la propagación de podredumbres y mejora las condiciones higiénicas en la manipulación.
3.Ambiente controlado
El ambiente controlado
implica un control total, no sólo de los gases de la atmósfera sino
también de la temperatura, contenido en humedad relativa, etc.,
durante las fases de distribución.
4.Envasado inyectando gas
El envasado con gas
consiste en arrastrar el aire del interior del envase y su sustitución
por otro gas, como dióxido de carbono o nitrógeno. En este envasado,
el aire se desplaza físicamente y puede o no modificarse totalmente la
atmósfera interna. En el comercio, este envasado se usa generalmente
para eliminar el oxígeno del interior del envase de productos
granulados de muy baja humedad, como café, o del espacio de cabeza de
productos líquidos sensibles al oxígeno, como zumos.
5.Envasado al vacío
El envasado al vacío
consiste en la eliminación total del aire del interior del envase sin
que sea reemplazado por otro gas. En el envasado al vacío, existe una
diferencia de presión entre el exterior y el interior del envase. Por
tanto, cuando el envase es rígido, como un envase metálico o de vidrio,
el efecto de la diferencia de presión podría acarrear el ingreso de
aire o microorganismos. En el caso de envases semirrígidos, la
diferencia de presión puede causar el colapso del envase y el
subsiguiente daño al producto al contactar con él, así como la
aparición de fugas. Los alimentos metabólicamente activos envasados al
vacío, como las carnes o ensaladas mixtas, continúan con sus
actividades respiratorias, consumiéndose así la pequeña cantidad de
oxígeno presente en los tejidos del producto, con lo que aumenta el
vacío y se produce dióxido de carbono y vapor de agua. Desde el punto
de vista práctico, el envasado a vacío de un producto metabólicamente
activo, se transforma, por tanto, en un envasado en atmósfera
controlada. Durante casi dos décadas, el envasado al vacío ha sido el
método de elección para grandes piezas cárnicas de vacuno y cerdo y es
una técnica que se emplea todavía para el envasado de algunas piezas
cárnicas destinadas al comercio minorista.
6. Envasado al vacío con película adherida
El material de envasado
elegido debe ser capaz de mantener constante la mezcla de gases,
impidiendo la entrada de oxígeno y la fuga de dióxido de carbono.
Además es importante que posea las características de antivaho y de
permeabilidad. Con la cualidad del antivaho evitamos que las gotas de
agua procedentes del vapor de agua se condensen en la superficie
interna del envase. La soldadura de los envases además de ser
resistentes e impermeables, deben facilitar la apertura de la bolsa.
A continuación se van a describir de forma resumida los distintos tipos de películas plásticas que se emplean actualmente en el envasado de frutas y hortalizas frescas.
A continuación se van a describir de forma resumida los distintos tipos de películas plásticas que se emplean actualmente en el envasado de frutas y hortalizas frescas.
6.1. PELÍCULAS LAMINADAS.
Estas películas están
conformadas por láminas de diferentes materiales unidas mediante un
adhesivo, en forma de sándwich. Las películas laminadas ofrecen una
mejor calidad de grabado ya que la superficie impresa es incorporada
entre las numerosas láminas que las constituyen y esto evita el
desgaste durante la manipulación. La desventaja de este tipo de
películas es que el proceso de elaboración es caro, lo que hace que
este tipo de materiales no sea muy empleado.
Las películas laminadas tienen una excelente calidad de grabado al ser impresas generalmente por el reverso sobre el polipropileno y embebidas en la película. Suelen emplearse con productos de baja o media actividad respiratoria, ya que las capas interfieren en la movilidad del oxígeno hacia el interior del envase.
Las películas laminadas tienen una excelente calidad de grabado al ser impresas generalmente por el reverso sobre el polipropileno y embebidas en la película. Suelen emplearse con productos de baja o media actividad respiratoria, ya que las capas interfieren en la movilidad del oxígeno hacia el interior del envase.
6.2. PELÍCULAS CONSTRUIDAS.
Se caracterizan por ser
láminas producidas simultáneamente que se unen sin necesidad de
adhesivo. Son más económicas que las películas laminadas, sin embargo
éstas últimas sellan mejor, pues el polietileno se funde y se
reconstruye de forma más segura.
Las películas construidas son grabadas en la superficie y tienden a desgastarse con la maquinaria durante el llenado y el sellado. La velocidad de transmisión de oxígeno hacia el interior del envase es mayor que en las películas laminadas.
Las películas construidas son grabadas en la superficie y tienden a desgastarse con la maquinaria durante el llenado y el sellado. La velocidad de transmisión de oxígeno hacia el interior del envase es mayor que en las películas laminadas.
6.3. PELÍCULAS MICRO PERFORADAS.
Se emplean en aquellos
productos que precisan de una velocidad de transmisión de oxígeno
elevada. Se trata de películas que contienen pequeños agujeros de
aproximadamente 40-200 micras de diámetro que atraviesan la película.
La atmósfera dentro del envase es determinada por el área total de
perforaciones en la superficie del envase.
Las películas micro perforadas mantienen unos niveles de humedad relativa altos y son muy efectivas para prolongar la vida media de productos especialmente sensibles a las pérdidas por deshidratación y de deterioro por microorganismos.
6.4. MEMBRANAS MICRO POROSAS.
Las películas micro perforadas mantienen unos niveles de humedad relativa altos y son muy efectivas para prolongar la vida media de productos especialmente sensibles a las pérdidas por deshidratación y de deterioro por microorganismos.
6.4. MEMBRANAS MICRO POROSAS.
La membrana micro porosas
se emplea en combinación con otras películas flexibles. Se coloca
sobre una película impermeable al oxígeno la cual tiene una gran
perforación. De esta forma se consigue que todos los intercambios
gaseosos se produzcan a través de la membrana micro porosas, que tiene
unos poros de 0,2-3 micras de diámetro. La velocidad de transmisión de
oxígeno se puede variar cambiando su espesor o modificando el número y
tamaño del micro poro que conforman la membrana.
6.5. PELÍCULAS INTELIGENTES.
Englobadas dentro de los
llamados envases activos, son aquellas que están formadas por
membranas que crean una atmósfera modificada dentro del mismo y que
aseguran que el producto no consuma todo el oxígeno del interior y se
convierta en una atmósfera anaeróbica. Estas membranas o películas
inteligentes impiden la formación de sabores y olores desagradables,
así como la reducción del riesgo de intoxicaciones alimentarias debido a
la producción de toxinas por microorganismos anaeróbicos. Estas
láminas son capaces de soportar variaciones de la temperatura de
almacenamiento entre 3o a 10oK e incrementan la permeabilidad a los
gases (velocidad de transmisión de oxígeno) mil veces cuando la
temperatura aumenta por encima de la temperatura límite establecida,
evitando la aparición de procesos de anaerobiosis.
6.6. EL FLOW-PACK
El flow-pack es un sistema
de envasado que se aplica a numerosos productos. El envase está
formado por una lámina de film, normalmente polipropileno, que la
máquina conforma y sella para formar el envase.
Se caracteriza por una sutura longitudinal en el centro y sendas suturas en los extremos delantero y trasero. En los productos hortícolas, este tipo de envase puede emplearse con o sin bandeja, como es el caso de las fresas y de los pimientos tricolores respectivamente.
Después de aclarado el concepto de atmósfera controlada (moderno), veamos cuáles son las características constructivas especiales de la cámara y del tipo de equipamiento y accesorios. Partamos de la base que la cámara es construida generalmente con paneles aislantes tipo sándwich de alta densidad y resistencia mecánica. La cámara debe resistir la diferencia de presión de 25 milímetros columna de agua (mm.c.w.) entre el interior y el exterior. Además varios equipos adicionales como:
Se caracteriza por una sutura longitudinal en el centro y sendas suturas en los extremos delantero y trasero. En los productos hortícolas, este tipo de envase puede emplearse con o sin bandeja, como es el caso de las fresas y de los pimientos tricolores respectivamente.
Después de aclarado el concepto de atmósfera controlada (moderno), veamos cuáles son las características constructivas especiales de la cámara y del tipo de equipamiento y accesorios. Partamos de la base que la cámara es construida generalmente con paneles aislantes tipo sándwich de alta densidad y resistencia mecánica. La cámara debe resistir la diferencia de presión de 25 milímetros columna de agua (mm.c.w.) entre el interior y el exterior. Además varios equipos adicionales como:
A. Absorbedores de dióxido de carbono (CO2)
Los absorbedores de CO2 se
han desarrollado para la eliminación del CO2 de las cámaras
frigoríficas. Además el absorbedor tiene la cualidad de eliminar una
parte del etileno producido (C2H4). El absorbedor se compone de un
recipiente lleno de carbón activo, un ventilador, un sistema de
conducción de aire y una parte de comando.
Funcionamiento
Funcionamiento
De forma regular se envía
el aire de la cámara por el filtro de carbón activo. Las moléculas de
CO2 y de C2H4 se adhieren al carbón activo y desaparecen de la
atmósfera de la cámara. Este proceso se llama absorción.
Después de realizar unas cuantas acciones de absorción, el carbón activo se encuentra saturado y no puede seguir eliminando las moléculas de CO2 y C2H4. El carbón activo debe limpiarse con aire exterior para facilitar la eliminación de los gases absorbidos. Este proceso se llama Regeneración. Estos sistemas trabajan de forma totalmente automática, la regeneración se realiza de forma continua, sin que se tenga que intervenir.
El absorbedor lleva incorporado un panel de uso, de forma que se puede programar de forma cómoda y fácil por cámara. Si el absorbedor se encuentra unido a un sistema de análisis, se puede programar valores deseados de CO2. Si estos valores son sobrepasados, el absorbedor se activa. Si el sistema detecta una avería, será señalizada de forma óptica y acústica.
Después de realizar unas cuantas acciones de absorción, el carbón activo se encuentra saturado y no puede seguir eliminando las moléculas de CO2 y C2H4. El carbón activo debe limpiarse con aire exterior para facilitar la eliminación de los gases absorbidos. Este proceso se llama Regeneración. Estos sistemas trabajan de forma totalmente automática, la regeneración se realiza de forma continua, sin que se tenga que intervenir.
El absorbedor lleva incorporado un panel de uso, de forma que se puede programar de forma cómoda y fácil por cámara. Si el absorbedor se encuentra unido a un sistema de análisis, se puede programar valores deseados de CO2. Si estos valores son sobrepasados, el absorbedor se activa. Si el sistema detecta una avería, será señalizada de forma óptica y acústica.
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B. Catalizadores de etileno (C2H4).
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Funcionamiento
El catalizador dispone de dos columnas cada una dispone de un medio de almacenamiento de calor con catalizador de platina, dos elementos de calor y un ventilador. Se guía el aire de la cámara a tratar por una de las columnas calentándolo. A continuación el aire es guiado con una alta temperatura por el catalizador, 300° celcius, en el cual se descompone el gas etilénico. A continuación el caudal de aire es pasado por el nuevamente, para eliminar las moléculas restantes de etileno. El aire es enfriado y devuelto a la cámara.
Como se trata de un funcionamiento por descomposición, no hace falta realizar ninguna regeneración. El funcionamiento permite descomponer el etileno presente hasta un nivel de 1 ppb (partes por billón). Con su sistema de recuperación de calor y el dominio de una temperatura óptima necesaria, nuestro catalizador consume únicamente la energía indispensable.
El catalizador de etileno es de fácil manejo a través del panel de uso situado en la parte exterior del cuadro. El catalizador puede ser utilizado a través de un computador personal (PC) si éste se encuentra conectado a un sistema de análisis con PC. Si el sistema detecta cualquier avería, ésta es señalizada de forma acústica y óptica. También existe otro equipo para eliminar etileno, el OXTOMCAV, este equipo, funciona con unos filtros del tipo ionizado, que ionizan las moléculas que pasa a través del filtro, descomponiendo así dicha moléculas y trasformándola en compuestos secundarios como oxígeno (oxígeno ionizado) y vapor de agua.
Al llegar a un 5% se
detiene el quemador definitivamente, ya que la misma fruta se encarga
de bajar el nivel de O2 ya que él necesita respirar absorbiendo O2 y
desprendiendo CO2. Por medio de una mayor rapidez de bajar el
porcentaje de oxígeno, fue creado un sistema llamado, gasificador de nitrógeno.
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C. Quemador de Oxígeno ( O2 )
La función del quemador de
oxígeno es absorber el aire del ambiente por medio de una turbina y lo
canaliza a la caldera, quemando el O2 a una temperatura de 80°
celcius con lo que se reduce de un 21% a un 5% de O2 y aumentando el
CO2 de 0.03% a un 13.5% en el cual ingresa en la cámara en proceso,
modificando su atmósfera.
Este proceso demora alrededor de 4 a 5 días en bajar el porcentaje de oxígeno desde un 21% a un 5%.
Este proceso demora alrededor de 4 a 5 días en bajar el porcentaje de oxígeno desde un 21% a un 5%.
D. GASIFICADOR DE NITRÓGENO:
Durante 7 años, se compararon las diferencias de calidad obtenidas al establecer la atmósfera controlada en un día con barrido con N2, versus bajar los niveles de O2 entre 4 a 10 días con el quemador de oxígeno, dependiendo el tamaño de la cámara. Se observó que considerablemente la fruta se encuentra en mejores condiciones.
Prueba de ello, podemos decir que esta técnica de barrido con nitrógeno es mucho más confiable y mejor que el quemador de oxígeno, siendo reemplazada por esta. La disminución del O2 se produce por barrido con N2 puro por lo que la atmósfera puede establecerse en unas pocas horas. Este sistema presenta algunas ventajas adicionales, puesto que junto con barrer el O2, el N2 desplaza el exceso de CO2 y etileno sin inyectar productos volátiles a la cámara.
Durante 7 años, se compararon las diferencias de calidad obtenidas al establecer la atmósfera controlada en un día con barrido con N2, versus bajar los niveles de O2 entre 4 a 10 días con el quemador de oxígeno, dependiendo el tamaño de la cámara. Se observó que considerablemente la fruta se encuentra en mejores condiciones.
Prueba de ello, podemos decir que esta técnica de barrido con nitrógeno es mucho más confiable y mejor que el quemador de oxígeno, siendo reemplazada por esta. La disminución del O2 se produce por barrido con N2 puro por lo que la atmósfera puede establecerse en unas pocas horas. Este sistema presenta algunas ventajas adicionales, puesto que junto con barrer el O2, el N2 desplaza el exceso de CO2 y etileno sin inyectar productos volátiles a la cámara.
Funcionamiento
La inyección se realiza desde equipos externos al frigorífico. Un depósito (termo) de nitrógeno móvil o fijo que tiene una temperatura aproximadamente de -196° celcius (a presión atmosférica normal) en estado líquido y lo lleva a un gasificador, pasando por él, que lo lleva a una temperatura apropiada para la inyección de 5°celcius aproximado. La única instalación requerida es una red de cañerías que van hacia el interior de las cámaras con nitrógeno, a través de una válvula que puede ser de control remoto o estar integrada al equipo de comando.
La inyección se realiza desde equipos externos al frigorífico. Un depósito (termo) de nitrógeno móvil o fijo que tiene una temperatura aproximadamente de -196° celcius (a presión atmosférica normal) en estado líquido y lo lleva a un gasificador, pasando por él, que lo lleva a una temperatura apropiada para la inyección de 5°celcius aproximado. La única instalación requerida es una red de cañerías que van hacia el interior de las cámaras con nitrógeno, a través de una válvula que puede ser de control remoto o estar integrada al equipo de comando.
Ventajas de este Sistema
El barrido de las cámaras con N2 presenta una serie de ventajas que resultan muy atractivas para el usuario:
a) Alta velocidad de
establecimiento de la atmósfera; lo que el generador logra en días el
barrido con N2 lo obtiene sólo en horas.
b) La inyección a la cámara es limpia, exenta de Hidrocarburos que puedan afectar a la fruta.
c) La inyección de gas a baja temperatura no exige a los equipos de frío.
d) El sistema es simple, seguro y no requiere mantención.
e) En caso de falla del sello de la cámara o del absorbedor de CO2, este sistema permite establecer rápidamente los niveles de O2.
b) La inyección a la cámara es limpia, exenta de Hidrocarburos que puedan afectar a la fruta.
c) La inyección de gas a baja temperatura no exige a los equipos de frío.
d) El sistema es simple, seguro y no requiere mantención.
e) En caso de falla del sello de la cámara o del absorbedor de CO2, este sistema permite establecer rápidamente los niveles de O2.
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E. APARATOS DE MEDICIÓN:
Para conseguir garantía de
éxito en la conservación de AC, es imprescindible poder medir y
analizar de forma precisa el aire la cámara. Aparatos de medición y
análisis fiables son herramientas imprescindibles. Los sensores son la
más nueva generación de una calidad perdurable. Estables, precisos y
con un tiempo de reacción veloz y un consumo energético mínimo.
F. ANALIZADOR DE GAS:
Los analizadores de gas
llevan incorporados un sensor cerámico para cada uno de los distintos
gases, para un alcance de 0% hasta 25%. Normalmente este tipo de
analizadores llevan 3 sensores, uno de oxígeno, otro de dióxido de
carbono y otro de etileno. Estos analizadores se pueden suministrar en
versión montaje en la pared, portátil o integrados en los sistemas de
análisis, o simplemente por control a través de un procesador por
medio de PLC (controlador lógico programable).
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G. VÁLVULA DE SEGURIDAD DE SOBRE PRESIÓN:
Como medida de seguridad de
las cámaras en caso de inyección de nitrógeno y oxígeno. Estando
completamente aislada en forma hermética la cámara, surgiría una sobre
presión y saldría el oxígeno por esta válvula.
Esta válvula debe estar abierta durante el funcionamiento del quemador de oxígeno o del gasificador de nitrógeno, ya que por esta válvula sale el oxígeno existente dentro de la cámara que es empujado por el mismo nitrógeno. Una vez llegado a un 5% de oxígeno, esta válvula debe cerrarse.
Esta válvula debe estar abierta durante el funcionamiento del quemador de oxígeno o del gasificador de nitrógeno, ya que por esta válvula sale el oxígeno existente dentro de la cámara que es empujado por el mismo nitrógeno. Una vez llegado a un 5% de oxígeno, esta válvula debe cerrarse.
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H. VÁLVULA DE SEGURIDAD DE DEPRESIÓN:
Como medida de seguridad
para evitar depresiones en las cámaras y como válvula de seguridad del
pulmón de reserva de nitrógeno. Esto es necesario para prevenir una
caída de estructura porque el oxígeno buscaría el lado más fácil para
escapar, rompiendo el techo si es necesario, es por eso que existe la
válvula de depresión.
Esto es una de las condiciones más preocupante, cuando una cámara se encuentra con una depresión de oxígeno, es por eso que en la parte superior de la cámara se ponen unos respiradores llamados pulmones.
Esto es una de las condiciones más preocupante, cuando una cámara se encuentra con una depresión de oxígeno, es por eso que en la parte superior de la cámara se ponen unos respiradores llamados pulmones.
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I. MANÓMETRO EN U:
Manómetros para el
control de la sobre presión y depresión máxima en las cámaras. Alcanza
25 mmcw. depresión /sobre presión llevan un punto 0 regulable.
Conexión manguito de 4 a 6 mm. de diámetro para tubo flexible.
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J. ABSORBEDORES DE DIFERENCIAS DE PRESIÓN:
Para evitar entradas de
aire exterior hacia el interior de la cámara, es necesaria la
colocación de pulmones compensatorios y válvulas equilibradoras de
presión, que eviten modificaciones importantes de la atmósfera
interior en la cámara por cualquier causa. Al cerrar el flapper,
válvula de seguridad de sobre presión; Se abre la válvula de acceso de
los pulmones respiratorio. Esto ocurre cuando el porcentaje de
oxígeno llega a un 5%.
La foto muestra los pulmones compensatorios de aire, que van ubicados en la parte superior de la cámara.
La foto muestra los pulmones compensatorios de aire, que van ubicados en la parte superior de la cámara.
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K. HERMETICIDAD DE LAS CÁMARAS:
En las cámaras con
atmósferas muy bajas en O2 es especialmente necesaria una adecuada
estanqueidad o hermeticidad que limite la entrada de aire externo hacia
el interior de la cámara, por debajo de los niveles de consumo de
oxígeno respiratorio que la propia fruta o hortaliza es capaz de
llevar a cabo. Para ello se utilizan diversos materiales que aseguran
la consecución de una capa hermética en todo el perímetro de la
cámara, sin olvidar, tampoco, las características estructurales de las
paredes, el pavimento, las puertas y todos los conductos y tuberías
que penetran desde el exterior hacia el interior del recinto. Los
principales materiales de estanqueidad utilizados son: telas plásticas,
poliéster, poliuretano y revestimientos metálicos. Cada sistema tiene
sus ventajas y sus inconvenientes y, en general, hasta después de los
primeros años de funcionamiento, no se detectan problemas. En este
sentido, es obligado realizar periódicamente pruebas de hermeticidad
para poder diagnosticar y corregir cualquier causa de mala
hermeticidad.
Procedimientos de Operación de manejo en cámaras de atmósfera controlada:
1.0.- Antes de cada proceso:
1.1.- Lavado y desinfectado de piso y de muro.
1.2.- Calibrar sensores de ambiente y de pulpa.
1.3.- Calibrar analizador de gas.
1.4.- Inspeccionar ductos de PVC (las conexiones entre cámara y equipos).
1.5.- Hacer prueba de presión ( de 30 a 10mm de columna de agua.) por 30 minutos, viendo así la hermeticidad de la cámara.
2.0.- Antes del cierre de cámara:
2.1.- La cámara debe llenarse a su máxima capacidad.
2.2.- Verificar estiba correcta de bins en cámara.
2.3.- Cubrir la corrida superior de bins con plástico.
2.4.- Instalar pasarelas superiores.
2.5.- Verificar que la muestra esté dentro de la cámara, en un lugar de fácil acceso, no más de 5 metros de la escotilla superior o inferior.
2.6.- Energizar sistema de frío con velocidad rápida de ventiladores del evaporador.
2.7.- Verificar funcionamientos de las válvulas de los gases para la atmósfera controlada y las de seguridad.
2.8.- Antes del cierre total de la cámara, la temperatura de pulpa debe estar como máximo a 3° Celsius (frutas), dependiendo del producto cambia este valor.
2.9.- Señalar las condiciones de peligro por bajo porcentaje de oxígeno.
2.10.- Sellar puerta y escotillas de acceso.
3.0.- Una vez cerrada la cámara:
3.1.- Una vez cerrada y sellada la cámara de atmósfera controlada, colocar los ventiladores del evaporador se pasan a baja velocidad.
3.2.- Programar los porcentajes de oxígeno y de dióxido de carbono para el trabajo automático del absorbedor de CO2, y del generador de nitrógeno, que dependerán del tipo de producto.
3.3.- Programar los temporizadores para el trabajo automático del catalizador de etileno, si así lo amerita el tipo de producto.
3.4.- Encender quemador de O2, o el gasificador de nitrógeno, catalizador de etileno y absorbedores de CO2.
3.5.- Realizar el barrido con nitrógeno, o con el quemador de O2, (según el requerimiento de la instalación), hasta que llegue a un 5% de O2 (apróx).
3.6.- Llegando a un 5% de oxígeno, cerrar válvula Flapper y abrir válvula de los pulmones.
3.7.- Controlar, medir y registrar, cada cuatro horas los porcentajes de O2, CO2, C2H4, temperatura de pulpa y ambiente y la humedad relativa (HR%).
3.8.- Revisar cada 15 días la calibración del analizador de gases.
4.0 Apertura de la cámara:
4.1.- Detener, si están activos, los quemadores y absorbedores de CO2 y C2H4.
4.2.- Abrir escotillas, sin detener el frío, hasta que se igualen las concentraciones de oxígeno de la cámara con respecto a la del exterior (ambiente 21% de oxí geno aproximado).
4.3.- Ventilar la cámara para evacuar los altos índices de CO2 y nitrógeno.
4.4.- Señalizar el peligro durante el proceso de estabilización de los gases en la cámara.
4.5.- Cumplido lo anterior, abrir puerta principal de la cámara para una adecuada ventilación natural.
4.6.- Retirar sensores, desarmar pasarela y retirar plástico superior.
4.7.- Archivar resumen de todos los parámetros que se estaban controlando (temperaturas, concentraciones de los gases, etc.).
1.1.- Lavado y desinfectado de piso y de muro.
1.2.- Calibrar sensores de ambiente y de pulpa.
1.3.- Calibrar analizador de gas.
1.4.- Inspeccionar ductos de PVC (las conexiones entre cámara y equipos).
1.5.- Hacer prueba de presión ( de 30 a 10mm de columna de agua.) por 30 minutos, viendo así la hermeticidad de la cámara.
2.0.- Antes del cierre de cámara:
2.1.- La cámara debe llenarse a su máxima capacidad.
2.2.- Verificar estiba correcta de bins en cámara.
2.3.- Cubrir la corrida superior de bins con plástico.
2.4.- Instalar pasarelas superiores.
2.5.- Verificar que la muestra esté dentro de la cámara, en un lugar de fácil acceso, no más de 5 metros de la escotilla superior o inferior.
2.6.- Energizar sistema de frío con velocidad rápida de ventiladores del evaporador.
2.7.- Verificar funcionamientos de las válvulas de los gases para la atmósfera controlada y las de seguridad.
2.8.- Antes del cierre total de la cámara, la temperatura de pulpa debe estar como máximo a 3° Celsius (frutas), dependiendo del producto cambia este valor.
2.9.- Señalar las condiciones de peligro por bajo porcentaje de oxígeno.
2.10.- Sellar puerta y escotillas de acceso.
3.0.- Una vez cerrada la cámara:
3.1.- Una vez cerrada y sellada la cámara de atmósfera controlada, colocar los ventiladores del evaporador se pasan a baja velocidad.
3.2.- Programar los porcentajes de oxígeno y de dióxido de carbono para el trabajo automático del absorbedor de CO2, y del generador de nitrógeno, que dependerán del tipo de producto.
3.3.- Programar los temporizadores para el trabajo automático del catalizador de etileno, si así lo amerita el tipo de producto.
3.4.- Encender quemador de O2, o el gasificador de nitrógeno, catalizador de etileno y absorbedores de CO2.
3.5.- Realizar el barrido con nitrógeno, o con el quemador de O2, (según el requerimiento de la instalación), hasta que llegue a un 5% de O2 (apróx).
3.6.- Llegando a un 5% de oxígeno, cerrar válvula Flapper y abrir válvula de los pulmones.
3.7.- Controlar, medir y registrar, cada cuatro horas los porcentajes de O2, CO2, C2H4, temperatura de pulpa y ambiente y la humedad relativa (HR%).
3.8.- Revisar cada 15 días la calibración del analizador de gases.
4.0 Apertura de la cámara:
4.1.- Detener, si están activos, los quemadores y absorbedores de CO2 y C2H4.
4.2.- Abrir escotillas, sin detener el frío, hasta que se igualen las concentraciones de oxígeno de la cámara con respecto a la del exterior (ambiente 21% de oxí geno aproximado).
4.3.- Ventilar la cámara para evacuar los altos índices de CO2 y nitrógeno.
4.4.- Señalizar el peligro durante el proceso de estabilización de los gases en la cámara.
4.5.- Cumplido lo anterior, abrir puerta principal de la cámara para una adecuada ventilación natural.
4.6.- Retirar sensores, desarmar pasarela y retirar plástico superior.
4.7.- Archivar resumen de todos los parámetros que se estaban controlando (temperaturas, concentraciones de los gases, etc.).
MEDIDAS DE SEGURIDAD ADICIONALES
Debido a la falta de
oxígeno dentro de la cámara, el personal que ingrese a ésta se expone a
grandes riesgos. Para prevenir cualquier accidente producto a estas
condiciones ambientales, el personal que ingrese deberá tener en cuenta
las siguientes recomendaciones de seguridad:
a) Cuando el operador ingrese a una cámara de atmósfera controlada en régimen debe hacerlo con equipo autónomo de respiración.
b) Cada vez que se ocupe un equipo autónomo, luego debe llenarse de aire antes de que sea ocupado nuevamente.
c) Un segundo operador debe estar presente en el interior de la cámara, también con equipo autónomo, por un posible riesgo de su compañero.
d) Debe existir una comunicación visual con un tercer operador desde el exterior en todo momento, incluso se amarran a la cintura para estar unidos.
e) El tiempo de permanecer dentro de la cámara no debe exceder del 50% del tiempo de duración del tubo de aire.
f) No ingresar solo y sin autorización a las cámaras de atmósfera controlada en proceso.
g) No ingresar a la cámara de atmósfera controlada con poco aire en los cilindros del equipo autónomo.
h) No ingresar a la cámara para realizar reparaciones de ningún tipo.
b) Cada vez que se ocupe un equipo autónomo, luego debe llenarse de aire antes de que sea ocupado nuevamente.
c) Un segundo operador debe estar presente en el interior de la cámara, también con equipo autónomo, por un posible riesgo de su compañero.
d) Debe existir una comunicación visual con un tercer operador desde el exterior en todo momento, incluso se amarran a la cintura para estar unidos.
e) El tiempo de permanecer dentro de la cámara no debe exceder del 50% del tiempo de duración del tubo de aire.
f) No ingresar solo y sin autorización a las cámaras de atmósfera controlada en proceso.
g) No ingresar a la cámara de atmósfera controlada con poco aire en los cilindros del equipo autónomo.
h) No ingresar a la cámara para realizar reparaciones de ningún tipo.
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Como se ha observado la técnica de atmósfera controlada es un complemento de los sistemas frigoríficos y muy recomendable para productos que respiran como las frutas y hortalizas (después de ser cosechado), ya que la atmósfera controlada retrasa el proceso de metabolismo de la fruta, con lo que el tiempo de vida se hace mucho más amplio durante la conservación y después de la conservación, manteniendo un producto en óptimas condiciones de comercialización; en el aspecto físico, de sabor, textura y madurez.
No olvidar que hay dos formas para sacar oxígeno, una por barrido de nitrógeno y la otra por el quemador de oxígeno.
Por quemador de oxígeno se demora alrededor de 6 días, en comparación con el generador de nitrógeno que lo hace en horas, y al mismo tiempo se energiza el absorbedor de CO2, que la función de este es sacar el CO2 y que ingrese un gas inerte. También se energiza el catalizador de etileno para sacar el etileno producido por el producto (en los que generan etileno), ya que sabemos que es perjudicial dentro de la atmósfera.
La mayor desventaja es el
alto costo ya que la tecnología empleada nos pide agregar equipos que
controlan la atmósfera en el interior de la cámara y deben ser
manejados con precisión por micro procesadores y si no fuese así
corremos peligro de daños irreparables en el producto, producido por
un mal manejo de la humedad relativa, gases no deseados, niveles de
oxígeno inferiores al 1%, niveles de dióxido de carbono superiores al
15%, etc.
Finalmente, las empresas dedicadas a los rubros hortofrutícolas deberán adoptar esta técnica si desean optimizar la conservación de su producto, para comercialmente poseer un producto competitivo.
Finalmente, las empresas dedicadas a los rubros hortofrutícolas deberán adoptar esta técnica si desean optimizar la conservación de su producto, para comercialmente poseer un producto competitivo.
Bueno, este trabajo hay que
realizarlo en equipo, entre frigoristas y tecnólogos en alimento,
puesto que con esta tecnología, cada día que pasa, se están integrando
nuevos productos y procesos. Además la experimentación continúa y
evaluación del producto final, nos muestra el cambiar los valores de
los gases de la atmósfera de la cámara y las temperaturas y tiempos.
Esto se ve en la información de experiencias en Internet y en
publicaciones técnicas o de ingeniería, para refrigeración (ASHRAE)
como para alimentos.
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