LA PREREFRIGERAZIONE DEGLI ORTOFRUTTICOLI DISTA UNIVERSITA DELLA TUSCIA

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