Mantener frescas las manzanas cosechadas

El almacenamiento en atmósfera controlada requiere mediciones precisas de dióxido de carbono

El almacenamiento  en atmósfera  controlada  (controlled atmosphere, CA)  es una  técnica  ampliamente  usada  para  el almacenamiento a largo plazo de frutas y verduras recién recolectadas. Históricamente, el almacenamiento en CA ha sido el  método  primario  para  el  almacenamiento a largo plazo  de  manzanas.  A través de  un  proceso biológico  llamado  respiración,  las manzanas  toman  oxígeno  y  generan  dióxido  de carbono, agua y calor. El almacenamiento en atmósfera controlada es un proceso totalmente natural que reduce los efectos  de la  respiración  a un  nivel  mínimo  mediante el control de  las  condiciones  ambientales  entorno de  la  fruta  almacenada.  El almacenamiento en CA  hace  que  sea  posible  comprar  manzanas crujientes y jugosas durante todo el año. Sabemos que es asombroso, pero muchos cultivares de manzanas se pueden conservar durante un período de 9 a   –   12 meses en almacenamiento en CA, en lugar de solo 2 a   3 meses si se utiliza almacenamiento refrigerado.

Las condiciones óptimas son importantes

Para conservar las manzanas de manera eficaz, la atmósfera de almacenamiento debe tener una cantidad controlada de humedad, oxígeno (O2),  dióxido de  carbono  (CO2)  y  temperatura.  La  esencia del almacenamiento en CA es el rango de concentraciones de O2 y CO2, que debe mantenerse entre 0,5 y 2,5 %.  Las  concentraciones  precisas  óptimas varían para las diferentes variedades de manzanas (es decir que es posible que las manzanas de la  variedad  Golden   Deliciosa  necesiten condiciones diferentes a las manzanas Jonagold, etc.). La  humedad  relativa  se  conserva  en  el rango  entre  90  y  95%.  La  humedad relativa alta  ralentiza  la  pérdida  de agua  y mejora la vida útil del producto, pero la humedad demasiado cercana a la saturación favorece el  crecimiento  bacteriano.  La temperatura  en el  contenedor  de almacenamiento  se  mantiene alrededor de 1°C, la temperatura más baja posible antes de que ocurra daño al tejido.

Proceso cuidadosamente diseñado

El proceso habitual para el almacenamiento en CA comienza llenando una cámara de almacenamiento con manzanas. Algunas  cámaras  son lo  suficientemente  grandes  para  contener  hasta  400  toneladas  de  manzanas.  El aparato de  refrigeración  se  activa  para alcanzar la temperatura objetivo de  1°C.  Durante  el enfriamiento,  las  ventanas  u otras aberturas de la cámara se dejan abiertas para evitar  un  posible  colapso  debido  a  cambios de presión  Cuando  se  alcanza  la  temperatura de almacenamiento deseada,  la habitación está sellada herméticamente con puerta de CA. Una vez sellada, se pone en marcha un  generador  de nitrógeno  para  purgar  la  concentración de O2 en la cámara del 21% (encontrado  en  aire  normal)  para  aproximadamente el 3%.  Una vez  alcanzado  ese   nivel,  la  fruta  seguirá   reduciendo  la  concentración  de CO2  a través del  proceso  de  respiración. Si la concentración de O2 cayera alguna vez a cero, las manzanas sufrirían reacciones no deseadas e  irreversible  de fermentación  en  la  fruta.  Si los niveles de  O2  caen  por  debajo  de la concentración segura, se agrega aire exterior a la cámara para elevar la concentración de O2 al nivel deseado.

Además  de   generar  CO2,  las manzanas también generan gas etileno que acelera  la maduración.  El aumento en los  niveles de  CO2 detendrá la producción de etileno  y,  por lo tanto,  reducirá la velocidad de  los  procesos de maduración de las manzanas de manera increíble. Sin embargo, si  la  concentración de  CO2  es  demasiado  alta  puede  ponerle fin a  la  vida  de  las  manzana  al destruir la apariencia, el sabor y el valor nutricional. Para mantener el CO2 en el nivel deseado, debe eliminarse el exceso de CO2 del aire de la cámara. Los analizadores de gases se utilizan para monitorear y controlar  la  incorporación  y la  eliminación  de  O2 y  la  reducción  de  CO2  durante  el período de almacenamiento. Dado que tienen la responsabilidad de controlar las concentraciones de gas  deseadas  en  las  cámaras, estos analizadores son fundamentales para el funcionamiento de todo el sistema.

De bolsas de cal a métodos más sofisticados

 Hace años, los operadores de las cámaras utilizaban cal hidratada para controlar el CO2 en las tiendas de  frutas.  Las bolsas  de  cal  se cargaban  sobre palés  y  se las ubicaba  en el interior de la tienda, lugar que absorbía todo el CO2 emitido por las manzanas; de este modo,  salían de  la tienda sin CO2. La cal (óxido de calcio, CaO)  absorbe  CO2  y  genera  una  reacción para  formar  carbonato  de calcio  (piedra caliza, CaCO3). Una vez que toda la cal se convirtió en carbonato de calcio, el operador se vio obligado a ventilar o lavar la habitación de manera manual con nitrógeno para controlar el nivel de CO2. Los generadores de  nitrógeno  exigen el uso de  compresores de aire grandes y de alta potencia que pueden ser costosos  cuando  funcionan  de manera  continua .  Un depurador de  dióxido  de carbono  es  una  herramienta más eficaz y asequible para eliminar y  controlar el  CO2  en el interior  de una  tienda de  frutas. Los depuradores de CO2 no solo eliminan el CO2, sino que  además  quitan  algunos  carbones orgánicos  volátiles  (COV)  y  etileno,  lo que permite un óptimo almacenamiento de la fruta.

Depuradores de CO2 realmente inteligentes

Storage Control Systems, Inc. es una empresa que se especializa en analizadores de gases, generadores de nitrógeno y depuradores de CO2 para  sistemas de  almacenamiento en  CA  Habiendo estado en el negocio durante más de 25 años, es una de las empresas de CA más antiguas del mundo. SCS  provee  un  exclusivo depurador de  CO2  llamado Series II Smart Scrubber. Este depurador consta de dos lechos cilíndricos que contienen  carbón  activado.  El carbón activado  es  un material  adsorbente  poroso ; esto significa  que  las moléculas de  dióxido de  carbono  son atraídas y se adhieren a la superficie  de  los  medios de  carbono.  El carbón activado se va saturando de manera paulatina, por lo que es necesario purgar periódicamente los lechos  con  aire  fresco  para  quitar  el  CO2. La  unidad  es  programada  para  adsorber  en un lecho, mientras se purga con aire fresco en la otra para permitir una depuración continua.  El  Series  II  Smart  Scrubber también es  programado  con  un  ciclo "DeOx" para minimizar la retroalimentación de oxígeno a la sala de CA. El Scrubber Serie II utiliza un controlador lógico programable (PLC) con una interfaz de pantalla táctil a color para  realizar  el  control  y las  funciones de  secuenciación.  La interfaz  de operador del  PCL  permite  una programación sencilla  de las concentraciones de  CO2 , lo cual da como resultado  regímenes  muy  eficaces  de  de almacenamiento de frutas frescas.  

El  módulo de  dióxido de carbono CARBOCAP®  de Vaisala  GMM221 se usa para monitorear la salida de CO2 de los lechos, que controla  los  cambio del proceso de depuración a regeneración o viceversa en el punto más eficiente. Además, se toma una instantánea del CO2 proveniente de la habitación al comienzo del ciclo  mediante el uso  del  GMM221.  Esta  información  se  registra  dentro  del  PCL,  que  utiliza las lecturas para establecer los puntos de ajuste óptimos de depuración y regeneración. El sensor de  dióxido de  carbono  de Vaisala  es  sumamente estable, muy confiable, no requiere calibración de rutina y es capaz de leer los niveles de concentración de gas durante varios meses con una precisión de <0,5 %. Esto es de suma  importancia  para un  almacenamiento  exitoso de frutas a largo plazo y requiere un mantenimiento mínimo por parte del operador.

El artículo se publicó por primera vez en Vaisala News 175/2007 (Penny Hickey, Ingeniero de aplicaciones, Vaisala, Woburn, MA, EE. UU.).

GMM221 se reemplaza con GMP251.