Etilénmenedzsment az almatárolás folyamatában

Írta: Agrárágazat-2022/1. lapszám cikke - 2022 február 02.

Az etilénmenedzsment az eddigi átlagolt bejövő adatok helyett specifikus mérési eredményeket vesz figyelembe az üzemmódválasztásnál, -szabályozásnál.

alma

Az újdonság kulcsa az eljárásnál, hogy az amúgy oxigénszegény légtér kialakításához használt berendezések kifejlesztésével elérjük az etilén teljes körű kivonását a térből, így nem kell számolnunk az amúgy ez idáig felmerülő hatásokon túl egyéb paraméterek változásával, azok korrigálására sincs szükség.

A légtér állapotjelzői (a tároló légterének mérhető jellemzői), melyek a tárolás minőségét befolyásolják:

• a hőmérséklet;

• a levegő összetétele (vízgőz, szén-dioxid, oxigén, nitrogén, etilén részaránya);

• a légnyomás.

A légszabályozás a gyümölcs légzési tevékenysége folytán módosult légösszetétel gépek és eszközök segítségével végzett folyamatos időbeli módosítása. Jellemzője, hogy a légtér szén-dioxid- és oxigéntartalma összesen kisebb, mint 21%, a nitrogén térfogata 79%-kal nagyobb. A legmodernebb, úgynevezett dinamikus rendszereknél az oxigéntartalom 1% körüli, ennek elérése időhöz kötött. A légszabályozás ilyen megoldásához a szén-dioxid- és az oxigéntartalom szabályozásán kívül gondoskodni kell olyan berendezésről is, amellyel a kamra oxigéntartalma csökkenthető, nem elégséges a gyümölcs által elfogyasztott oxigénnel történő „automatikus csökkentés”. Az oxigénszegény légtér kismértékű, de állandó nyomással tartható fenn. A fentiekben leírt valamennyi műszaki megoldás csak és kizárólag a gyümölcs légzésintenzitásának csökkentéséről és ezen keresztül az érési folyamat lassításáról gondoskodik. Az állapotjelzők közül úgy a vízgőz, mint a szén-dioxid (CO2, fizikai tulajdonságai: színtelen, szagtalan gáz, sűrűsége nagyobb, mint a levegőé, vízben közepesen oldódik, kémiai tulajdonságok: az égést meggátolja; a levegőbe szeszes erjedés során is kerül, mikor a szőlőcukor C6H12O6-tartalom baktériumok hatására alkohollá, C2H5OH alakul – C6H12O6 ® 2C2H5OH + 2CO2, háromatomos poláris kovalens kötésű molekula, 1 mol tömege = 44 g), az oxigén (a levegő 21%-a, színtelen, szagtalan gáz, gyengén oldódik, két elektron közössé tételével molekulát képez, erélyes oxidálószer, fémekkel és nemfémekkel egyaránt oxidokat képez, pl. C + O2= CO2) és a nitrogén (három elektron közössé tételével molekulát képez, színtelen, szagtalan gáz, sűrűsége alig kisebb, mint a levegőé, szobahőmérsékleten, igen kis hőmérsékleten alig reakcióképes elem; a levegőben 78%-ban fordul elő, a levegő cseppfolyósításával állítható elő) a tárolási folyamat szolgálatába állítottan szabályozott, de az etilén jelenléte és hatásai az etilénmenedzsment alkalmazása nélkül kontrollálatlanok a tárolótérben.

Az etilén (C2H4) növényi hormon, a gyümölcsök érését gyorsítja és a növények virágzására hat. Befolyásolja a magvak csírázását és a hagymák, gumók kihajtását. Az etilént bizonyos esetekben az utóérés támogatására felhasználják, pl. a zölden szedett gyümölcsöknél vagy a banánnál. Az etilén telítetlen szénhidrogén. Színtelen, édeskés szagú gáz, molekulája apoláris. A fentiek alapján látható, hogy a gyümölcstárolás során felszabaduló etilén a szabályozott állapotjelzőktől függetlenül végzi érlelő hatását, és csökkenti a termény majdani „polcállóságát”.

Az etilén káros hatásaival szemben ez idáig két megoldást alkalmaztak a tárolástechnikában:

Smart fresh eljárás: amelynek során egy arra alkalmas vegyi anyaggal megkötik az etilénreceptorokat a gyümölcsben, így gátolják azok kifejlődését. Ez az eljárás nem 100%-os. Bizonyos arányban a térben továbbra is marad etilén, és a mai kereskedelmi helyzetben a vegyi eljárástól az igényes vevők távol tartják magukat.

Etilénégetés: úgy történik meg, hogy a tárolótérben fellelhető etilént egy égetőberendezésen átjuttatva elégetéssel vonják ki. Az etilén a meggyújtásakor világító, kormozó lánggal ég az égetőberendezésben, ami arra utal, hogy az etilén égése magas szén- és alacsony hidrogéntartalma miatt nem tökéletes. A világító láng azzal magyarázható, hogy az el nem égetett koromszemcsék izzanak.

Az égés reakcióegyenlete tökéletes égés esetén:

CH2 = CH2 + 3O22H2O + 2CO2.

Az égés reakcióegyenlete tökéletlen égés esetén:

C2H4 + O22C + 2H2O.

alma

A tárolóból kivont etilén elégetése hátrányos folyamat a tárolásra nézve, mivel az égés folyamán keletkező hő a térben egyszer a relatív páratartalom csökkenését, másszor pedig extra kivonandó hőmennyiséget jelent. A relatív páratartalom csökkenése a gyümölcsön belüli és kívüli pára nyomáskülönbség hatására fellépő intenzív diffúzióját eredményezi, melynek hatására az apadási páraveszteség nagymértékben megnő, továbbá a beltartalmi értékek drasztikusan csökkennek. Az égésreakció egyenlete akár tökéletes, akár tökéletlen égés esetén vízvisszamaradást mutat, ami káros hatást jelent a térben felállított hőcserélő üzemére vonatkoztatva. A túlzott etilénjelenlét a tárolótérben, ahogy már megjegyeztük, hátrányosan érinti a termék polcállóságát, azonban a tárolás 6–9 hónapja alatt végbe kell mennie egy szabályozott utóérési folyamatnak, amiben az etilén szerepét nem szüntethetjük meg.

Összefüggést kell találnunk a gyümölcs légzésszámcsökkenése és etiléntermelő képessége között, és ezt az összefüggést felhasználva kell beállítanunk az etilénkivonás intenzitását. Jelenleg nehezen állapítható meg a szükséges etilén mennyisége, ez a fentiekben jelzett légzésszámarány nélkül és az etilén újratermelődése lineáris egyenlet mellett történik. A dinamikus tárolástechnikához, azaz az 1% oxigénszint tartásához használt szoftverek kellő érzékenységgel és reakcióképességgel bírnak az etilénmenedzsment légzésszám alapján történő szabályozásához. Különös figyelemmel kell lennünk az aktív szenes szűrőfelületek rekuperatív tisztításainak időbeli ismétléseire, hogy a felületeken ne tudjanak kialakulni kedvezőtlen kémiai reakciók.

Milyen tényezőket kell mérnünk a gyümölcs tárolása során?

• léghőmérséklet,

• az alma maghőmérséklete (real time),

• hűtőventilátor légsebessége (szárítóhatás),

• páratartalom (főleg fa tartályláda esetén),

• O2,

• CO2,

• az etiléntartalom fontos információt ad az alma utóéréséről.

Folyamatos mérés esetén hasznos információval gazdagodhatunk az alma állapotának időbeli változásáról, így a tárolás során folyamatos képet alkothatunk a betárolt alma minőségváltozásáról, érési folyamatairól:

• illóanyagok mérése (ammónia esetében) – jelenleg laboratóriumban lehetséges, ha rendszeresen levegőmintát veszünk a teremből, ezt nehéz automatizálni,

• klorofilltartalom változásának mérése,

• a vizuális vizsgálat pontos választ tud adni az időbeli lefolyás dinamikájáról; kamera beépítése a hűtőkamrában – még senki nem csinált ilyet, de nagyon fontos lenne látni felülről a rakatokat: ma már meg lehet oldani, mert általában wifi van minden hűtőben.

A felmerült probléma, bizonytalanság fő oka az, hogy a szabályozott légterű tárolás során nem volt lehetőségünk nyomon követni az alma állapotváltozásait, mert zárt a terem.

alma

A korszakalkotó fejlesztést az jelenti, ha „real time”, tehát valós idejű adatokat kaphatunk a zárt (6–9 hónap) hűtőkamrában lejátszódó folyamatokról. A fentiekben részletezett problémakörök megoldása indokolja az új technológia szükségességét. A technológia új műszaki, tudományos eredmény kidolgozásával jön létre, mivel pl. az etilén és szén-dioxid közös térből történő kivonására nincsenek módszerek, és az eddig ismert légkezelési megoldásokból egyetlen műszaki megoldás sem választható ki. Fontos fizikai és kémiai, biológia összefüggéseket találni, melyekre már határozott, egyértelmű gépészeti és mérnöki válaszokat tudunk adni. A magyar nemzetgazdaságban jelentős helyük, részarányuk van a kertészeti termékeknek. A kertészeti termékek értéknövelése a termesztéstechnológiai rendszereken túl az áruvá készítési folyamatokban valósul meg. Az áruvá készítés csomagolástechnika, és az osztályozáson kívül alapvető feladata a polcállóság növelése. Ha csak az almatermelést nézzük, az értéknövelés a polcállóság növelésével a jelenlegi árualaphoz képest 25-30%-os értéktöbbletet jelent. Ez a növekedés a kertészeti ágazat érték-előállításának 2,4%-át teszi ki.

Mindenképpen nagyságrendi ugrást jelent nemzetgazdasági vonatkozásban a minőség ilyen extrém fokozása. Ez az értéknövelés a termelőtől a kereskedőig folyamatosan, különféle arányban csapódik le minden szereplőnél. A termelőnek megszűnik az a nyomasztó helyzete, hogy magas szintű tárolás hiányában a betakarításkor fennálló folyamatos legalacsonyabb áron értékesítenie kelljen. Képes lesz a piaci igények időbeli eltolódásából fakadó egyenetlenségeket ellensúlyozni. A termelőtől két ágon folytatódik a termény útja: élelmiszeripari feldolgozás és friss fogyasztás. Világos, hogy elsődleges cél kell hogy legyen a friss fogyasztás minőségi kiszolgálásának növelése, ami kétségtelenül hatással van az élelmiszeripari feldolgozásra is. Az élelmiszeripari feldolgozásra etilénmenedzsmenttel tárolt gyümölcsök eddig nem látott beltartalmi értékeket fognak produkálni, és szakszerű feldolgozás esetén egy a piacon érezhető minőségi és természetesen árkategóriás előrelépést biztosítanak.

A nemzetgazdasági stratégiákban a gyümölcstermesztés kiemelt szerepet kap mind a mezőgazdaság, mind az élelmiszeripar szegmensében. Magyarország, termőhelyi adottságai, termelési hagyományai révén jelentős potenciállal rendelkezik ezeken a területeken. A fenti ágazatok fejlődésének kulcsa a jó minőségű alapanyag-termelés. A hatalmas mennyiségű alapanyag azonnali értékesítése helyett a hatékony tárolás eredményeként (biológiailag érett gyümölcs tárolása és a fogyasztásig érlelt gyümölcs tárolása) folyamatosan biztosítható a piaci igények kiszolgálása, valamint a kedvezőbb árszintet biztosító időszakban lehet jelentősebb mennyiséggel megjelenni.

Lukács András
Lhg Kft.