LA PREREFRIGERAZIONE DEGLI ORTOFRUTTICOLI DISTA UNIVERSITA DELLA TUSCIA.
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11/04/23
LA PREREFRIGERAZIONELA PREREFRIGERAZIONE
DEGLI ORTOFRUTTICOLIDEGLI ORTOFRUTTICOLI
LA PREREFRIGERAZIONELA PREREFRIGERAZIONE
DEGLI ORTOFRUTTICOLIDEGLI ORTOFRUTTICOLI
DISTAUNIVERSITA’ DELLA TUSCIA
La prerefrigerazioneLa prerefrigerazione
È un insieme di tecniche volte ad ottenere un
rapido abbassamento delle temperature nei
prodotti prima della conservazione e/o del
trasporto
TRASPIRAZIONETRASPIRAZIONE
RESPIRAZIONERESPIRAZIONE
Succo Succo cellularecellulare
Vapore d’acqua Vapore d’acqua di traspirazionedi traspirazione
SostanzaSostanzaorganicaorganica OssigenoOssigeno
- AcquaAcqua
- Anidride carbonicaAnidride carbonica
- CaloreCalore
++
- Calore di respirazione- Calore di respirazione
- CO- CO22 di respirazione di respirazione
- Vapor d’acqua Vapor d’acqua di respirazionedi respirazione
PerchéPerchérefrigerarerefrigerare
ETILENEETILENEProduzione di CProduzione di C22HH44
-- La respirazione implica molte reazioni enzimaticheLa respirazione implica molte reazioni enzimatiche
-- La velocità di esse aumenta con l’aumentare della La velocità di esse aumenta con l’aumentare della temperaturatemperatura
-- L’attività enzimatica è legata alla temperatura ed L’attività enzimatica è legata alla temperatura ed aumenta circa 2-4 volte per ogni 10° di aumento di aumenta circa 2-4 volte per ogni 10° di aumento di temperaturatemperatura
Effetto della temperatura sulla respirazioneEffetto della temperatura sulla respirazione
(da: Thomson et. al., 2002)(da: Thomson et. al., 2002)
L’acqua si diffonde all’esterno L’acqua si diffonde all’esterno dell’ortofrutticolo sotto forma di vapor dell’ortofrutticolo sotto forma di vapor d’acquad’acqua
Nei vegetali vi sono spazi intercellulari che Nei vegetali vi sono spazi intercellulari che si riconducono ad aperture esternesi riconducono ad aperture esterne
L’acqua dalle cellule vaporizza negli spazi L’acqua dalle cellule vaporizza negli spazi intercellulari e mantiene quasi un’atmosfera intercellulari e mantiene quasi un’atmosfera satura all’interno del prodottosatura all’interno del prodotto
Il vapor d’acqua raggiunge l’esterno Il vapor d’acqua raggiunge l’esterno attraverso le lenticelle, gli stomi, ferite e attraverso le lenticelle, gli stomi, ferite e tagli o direttamente attraverso la cuticolatagli o direttamente attraverso la cuticola
La perdita di acqua è anche in rapporto alla La perdita di acqua è anche in rapporto alla superficie/volumesuperficie/volume
La perdita di acqua negli ortofrutticoli freschiLa perdita di acqua negli ortofrutticoli freschi
(da: Thomson et. al., 2002)(da: Thomson et. al., 2002)
Effetto del ritardo nella prerefrigerazioneEffetto del ritardo nella prerefrigerazione
(Da: Thomson et al., 2002)(Da: Thomson et al., 2002)
Vantaggi dell’impiego della Vantaggi dell’impiego della prerefrigerazioneprerefrigerazione
Riduzione delle perdite post raccolta legate all’emissione di
vapor acqueo e all’attività respiratoria
Riduzione della sensibilità agli attacchi parassitari e
dell’attività metabolica dei microrganismi
Migliore qualità del prodotto
Prolungamento del periodo di commercializzazione
Possibilità di effettuare una raccolta più tardiva
Risparmio di spazio refrigerato ed energia di conservazione
Principali tipi di prerefrigerazionePrincipali tipi di prerefrigerazione
1) In aria forzata
2) Idrorefrigerazione
3) Sottovuoto
4) Con ghiaccio
Andamento della curva di refrigera-Andamento della curva di refrigera-zione con indicazione del zione con indicazione del tt½
L’intensità di raffreddamento L’intensità di raffreddamento diminuisce con il decrescere della diminuisce con il decrescere della temperatura del prodotto. temperatura del prodotto.
Il raffreddamento disegna una Il raffreddamento disegna una curva del tipo qui indicato. Questo curva del tipo qui indicato. Questo andamento è molto simile al andamento è molto simile al concetto del concetto del t½ ovvero il tempo di ovvero il tempo di metà raffreddamento. metà raffreddamento.
Esso rappresenta Esso rappresenta l’intervallo di tempo che intercorre affinché la differenza di temperatura tra prodotto e mezzo refrigerante si dimezzi.
Il t½ è teoricamente indipendente è teoricamente indipendente dalla temperatura iniziale e rimane dalla temperatura iniziale e rimane costantecostante
Attraverso l’impiego di dati sperimentali è stato realizzato un nomogramma si adatta ai diversi prodotti ortofrutticoli.
Nomogramma universale da usare cono-Nomogramma universale da usare cono-
scendo i tempi di metà refrigerazione (tscendo i tempi di metà refrigerazione (t½½))
ESEMPIO: Carciofi raccolti a 26° CTemperatura mezzo refrigerante 2° CQuale è il tempo necessario per raggiungere 5° C?
Nomogramma universale da usare cono-Nomogramma universale da usare cono-
scendo i tempi di metà refrigerazione (tscendo i tempi di metà refrigerazione (t½½))
Scelta metodi di prerefrigerazione
Ortaggi deperibili (asparagi, broccoli): idrorefrigerazione, sottovuoto, aria forzata, ghiaccio
Ortive sensibili alla bagnatura (fragole, fiori, lamponi): aria forzata
Ortive sensibili al ghiaccio (zucchini, cetrioli, uva, pomodori): aria forzata
L’aria forzata è utilizzata per la maggior parte degli ortaggi: peperoni, melanzane, carote, sedani per la maggior parte dei frutti e radici
L’idrorefrigerazione è utilizzata per: sedani, carciofi, asparagi, meloni mentre è da evitare per prodotti a foglia e fiori recisi
Scelta metodi di prerefrigerazione
Il top e body icing si può adottare per: cavolini di Bruxelles, broccoli e carote
La tecnica del sottovuoto è utilizzata per prodotti con elevato rapporto superficie/massa come gli ortaggi a foglia, i carciofi e il sedano
La cella frigorifera si adatta bene a prodotti di bassa deperibilità come bulbi e tuberi
Prerefrigerazione in aria forzataPrerefrigerazione in aria forzata
Tunnel ad aria forzata
Tunnel a doppia parete fredda
L’asportazione del calore avviene attraverso moto convettivo
Aria forzataAria forzata
Economico Adattabilità a qualunque
prodotto Non occorre personale
specializzato Il prodotto può essere
prerefrigerato e conservato nello stesso luogo
Deve essere adottato un idoneo sistema di accatastamento
Relativamente lento Prodotto sensibili possono
deteriorarsi durante la prerefrigerazione
VANTAGGI: SVANTAGGI:
La sezione del tunnel può essere ricavata dalla seguente formula:
Sezione del tunnelSezione del tunnel
v
Q S v
Portata volumetrica (m3/s)
Velocità media dell’aria (m/s)
Sezione del tunnel (m2)
IdrorefrigerazioneIdrorefrigerazione
Metodo per immersione
Metodo per aspersione
L’asportazione del calore avviene mediante conduzione
Rapido Assenza di calo peso Adattabilità ai vari
prodotti Flottazione del
prodotto Riduzione delle lesioni
da impatto
L’acqua deve essere sanitizzata
Contenitori idrorepellenti
Impossibilità di refrigerare prodotti che presentano cavità/porosità
Asciugatura dei prodotti
IdrorefrigerazioneIdrorefrigerazione
VANTAGGI: SVANTAGGI:
Potenza frigorifera nel sistema Potenza frigorifera nel sistema per aspersioneper aspersione
pp QTCRT
Potenza frigorifera Potenza frigorifera (kW)(kW)
Differenza di temperatura del Differenza di temperatura del prodotto durante il raffreddamento (°C)prodotto durante il raffreddamento (°C)
Portata ponderale del prodotto Portata ponderale del prodotto da refrigerare (kg/s)da refrigerare (kg/s)Calore specifico delCalore specifico del
prodotto (kJ/kg∙°C)prodotto (kJ/kg∙°C)
Dimensionamento del nastro Dimensionamento del nastro
trasportatore trasportatore – 1/2– 1/2
60
tQ C p
Capacità nastro trasportatore (t)
Tempo di raffreddamento (min)
Portata ponderale del prodotto raffreddato (t/h)
B
CA
Area del nastro Area del nastro trasportatore (mtrasportatore (m22))
Capacità nastro trasportatore (t)Capacità nastro trasportatore (t)
Peso del prodotto per unità Peso del prodotto per unità di superficie (t/mdi superficie (t/m22))
W
AL
Lunghezza del nastrotrasportatore (m)
Larghezza del nastroLarghezza del nastrotrasportatore (m)trasportatore (m)
Area del nastrotrasportatore (m2)
t
LV
Tempo diTempo diraffreddamento (min)raffreddamento (min)
Lunghezza nastroLunghezza nastrotrasportatore (m)trasportatore (m)
Velocità del nastroVelocità del nastroTrasportatore (m/min)Trasportatore (m/min)
Dimensionamento del nastro Dimensionamento del nastro
trasportatore trasportatore – 2/2– 2/2
Occorrono 100 ppm di cloro sotto forma di acido ipocloroso (HOCL)
ClCl22 cloro sotto forma gassosa cloro sotto forma gassosa
(usato solo in larga scala)
NaOCl sodio ipocloritoNaOCl sodio ipoclorito (2,7 l di varechina commerciale al 5,25 % in 1000 l di acqua)
Ca(OCl)Ca(OCl)22 calcio ipoclorito calcio ipoclorito (210 g in 1000 l di acqua)
Sanitizzazione dell’acquaSanitizzazione dell’acqua
Prerefrigerazione sottovuotoPrerefrigerazione sottovuoto
Impianto predisposto per la tecnicadel hydro vac cooling
Impianto predisposto per effettuarela tecnica del bouncing
Un liquido può evaporare a temperature più basse quando la pressione ambiente viene ridotta. Un ortofrutticolo, quindi, se mantenuto in condizioni di depressione cede H2O all’ambiente esterno raffreddandosi grazie alla cessione di calore sensibile e latente.
Rapido Fumigazioni Asciugatura del
prodotto Impiego su prodotti già
confezionati
Personale specializzato
Costi elevati Perdita di peso
Prerefrigerazione sottovuotoPrerefrigerazione sottovuoto
VANTAGGI: SVANTAGGI:
Prerefrigerazione sottovuoto: Prerefrigerazione sottovuoto: consumiconsumi
20 pallet – 640 cartoni90 Kw per la pompa a vuoto370 Kw per il frigorifero25-30 minutiCausa una perdita di peso dell’1% per ogni 6 °C di raffreddamento
Prerefrigerazione con ghiaccioPrerefrigerazione con ghiaccio
Sistema body icing
Sistema top icing
Sistema ice-injection
L’asportazione del calore avviene impiegando il ghiaccio in quanto la sua capacità di raffreddamento è di 335 kJ per kg di prodotto.1 kg di ghiaccio diminuisce di 28 °C 3 kg di prodotto.
Molto rapido Impiegato con veicoli
non refrigerati Economico Diffuso Umidità alta
Applicazione limitata Gocciolamento
dell’acqua Difficile diffusione del
ghiaccio Aumento del peso lordo Impiego di contenitori
idrorepellenti
Prerefrigerazione con Prerefrigerazione con ghiaccioghiaccioVANTAGGI: SVANTAGGI:
Aria forzataIdrorefri-gerazione
Sotto vuoto Ghiaccio
Tempo medio di raffreddamento (in ore) 1-101-10 0,1-10,1-1 0,3-20,3-2 0,1-0,30,1-0,3
Perdita di umidità (in %)0,1-20,1-2 0-0,50-0,5 2-42-4 --
Contatto del prodotto con acqua NONO SISI NONO SISI
Contaminazione da microrganismi BassaBassa AltaAlta NONO BassaBassa
Costi inizialiBassiBassi BassiBassi MediMedi BassiBassi
Costi di esercizioBassiBassi BassiBassi MediMedi BassiBassi
Comparazione fra diversi Comparazione fra diversi sistemi di prerefrigerazionesistemi di prerefrigerazione