Mantendo a colheita de maçãs frescas

O armazenamento em atmosfera controlada exige medições precisas de dióxido de carbono

Armazenamento  em atmosfera  controlada  (CA)  é uma  técnica  amplamente  utilizada  para  armazenamento a longo prazo de frutas e legumes recém-colhidos. Historicamente, o armazenamento em CA tem sido o  método  primário  para o  armazenamento a longo prazo  de  maçãs.  Por meio de  um  processo  biológico  chamado  respiração,  as maçãs  absorvem  oxigênio  e  geram  dióxido  de carbono, água e calor. O armazenamento em atmosfera controlada é um processo totalmente natural que reduz os efeitos  da  respiração  a  um  mínimo  controlando  as  condições  ambientais  em torno  da  fruta  armazenada.  O armazenamento CA  torna  possível comprar  maçãs  viçosas  e  suculentas durante o ano inteiro. Muitas cultivares de maçãs podem ser preservadas por notáveis 9   a   12 meses em armazenamento de CA, contra apenas 2 a   3 meses se usando armazenamento refrigerado.

Condições ideais importantes

Para conservar as maçãs de forma eficaz, a atmosfera de armazenamento deve ter uma quantidade controlada de umidade, oxigênio (O2),  dióxido  de carbono  (CO2)  e  temperatura.  A  essência do armazenamento de CA é a faixa para concentrações de O2 e CO2, que devem ser mantidas entre 0,5 e 2,5%.  As  concentrações  ideais  precisas variam para diferentes variedades de maçãs (ou seja,  maçãs  Golden  Delicious  podem  precisar de condições diferentes das maçãs Jonagold etc.). A  umidade  relativa  é  mantida  no  intervalo  de  90  a  95%.  A umidade relativa  alta  retarda  a perda  de água  e  aumenta a vida útil de armazenamento do produto, mas uma umidade próxima demais da saturação estimula  o crescimento  bacteriano.  A temperatura  no recipiente  de armazenamento  é  mantida  em torno de 1°C, a mais baixa possível antes de ocorrer dano ao tecido.

Processo projetado cuidadosamente

O processo típico de armazenamento de CA começa com o preenchimento de uma câmara de armazenamento com maçãs. Algumas  câmaras  são  grandes  o suficientes  para  conter  até  400  toneladas  de  maçãs.  O aparato  de refrigeração  é  então  ativado para atingir a temperatura alvo de  1°C.  Durante o  resfriamento,  as  janelas  ou outras aberturas da câmara são deixadas abertas para evitar  um  possível  colapso  devido  a  mudanças de pressão.  Quando  a  temperatura  de armazenamento  desejada é atingida,  a sala é fechada hermeticamente com a porta de CA. Uma vez selada a câmara, um gerador de nitrogênio  é  ligado  para  purgar  a  concentração de O2 na câmara de 21% (encontrada  no  ar  normal)  para  aproximadamente 3%.  Quando  esse  nível  for  atingido,  a  fruta  continuará  reduzindo  a  concentração  de  O2  por meio  do  processo  de respiração. Se a concentração de O2 viesse a cair a zero, as maçãs sofreriam reações  de  fermentação  indesejadas  e  irreversíveis.  Se  os  níveis  de O2  caírem  abaixo da concentração segura, é adicionado ar externo à câmara para aumentar a concentração de O2 até o nível pretendido.

Além  de  gerar  CO2,  as  maçãs também geram gás etileno, que acelera  a maturação.  Níveis  aumentados de  CO2 interrompem a produção de etileno  e,  portanto,  reduzem  a  velocidade do processo de maturação das maçãs dramaticamente. Porém, se  a  concentração  de CO2  ficar  alta  demais,  a  maçã  pode  ficar  sem  vida,  com a  destruição da aparência, do sabor e do valor nutricional da fruta. Para manter o CO2 no nível desejado, o excesso de CO2 deve ser removido do ar na câmara. Os analisadores de gás são usados para monitorar e controlar  a  adição  e a  remoção  de  O2 e  a  redução  de  CO2  durante  o período de armazenamento. Devido à sua responsabilidade de controlar as concentrações  de gás  desejadas  nas  câmaras, esses analisadores são críticos para a operação de todo o sistema.

De sacos de cal a métodos mais sofisticados

 Anos atrás, os operadores de câmara usavam cal hidratada para controlar o CO2 na loja  de frutas.  Sacos  de  cal  eram carregados  em paletes  e  colocados  no armazém, absorvendo todo o CO2 que era emitido pelas maçãs, acabando por  deixar  o armazém sem CO2. A cal (óxido de cálcio, CaO)  absorve  CO2  e,  por  sua  vez, reage para  formar  carbonato  de cálcio  (calcário, CaCO3). Uma vez que toda a cal era convertida em carbonato de cálcio, o operador precisava ventilar manualmente ou encher a sala com nitrogênio para controlar o nível de CO2. Os geradores  de nitrogênio  exigem  compressores de ar grandes e de alta potência que podem ser de  operação  cara  para  uso  contínuo.  Um depurador  de dióxido  de carbono  é  uma ferramenta  mais eficiente e acessível para remover e  controlar  o CO2  dentro  de um  armazém  de frutas. Os purificadores de CO2 não apenas removem o CO2, mas  também  removem  alguns  carbonos orgânicos  voláteis  (VOCs)  e  etileno,  permitindo o armazenamento ideal de frutas.

Depuradores de CO2 ativamente inteligentes

A Storage Control Systems, Inc. é uma empresa especializada em analisadores de gás, geradores de nitrogênio e purificadores de CO2 para  sistemas  de armazenamento  de CA.  Com mais de 25 anos de atuação, é uma das empresas de CA mais antigas do mundo. A SCS  fornece  um  exclusivo  depurador de CO2  chamado Smart série II. Esse depurador consiste em dois leitos cilíndricos contendo  carvão  ativado.  O carvão ativado  é  um  material absorvente  poroso,  o que significa  que  as moléculas  de dióxido  de carbono  são atraídas e aderem à superfície  do  meio  de  carvão.  Como o carvão ativado torna-se gradualmente saturado, é necessário purgar periodicamente os leitos  com  ar  fresco  para  remover  o  CO2. A  unidade  é  programada  para  absorver  em um leito, enquanto purga com ar fresco no outro para permitir uma depuração contínua.  O depurador  Smart  série  II  também é  programado  com  um  ciclo “DeOx” para minimizar o retorno de oxigênio para o ambiente de CA. O depurador da série II usa um controlador lógico programável (PLC) com uma interface touchscreen colorida para  realizar  suas  funções  de controle  e  sequenciamento.  A interface  do operador  do PLC  permite a  programação simples  de concentrações  de CO2,  resultando  em  regimes  de armazenamento  de  frutas altamente eficazes.  

O  módulo GMM221  de dióxido de carbono CARBOCAP®  da Vaisala  é usado para monitorar a saída de CO2 dos leitos, que controla  a  mudança do processo de depuração para regeneração ou vice-versa no ponto mais eficiente. Além disso, é feito um instantâneo do CO2 proveniente do ambiente no início do ciclo  usando  o  GMM221.  Essa  informação  é  registrada  no  PLC,  que   usa as leituras para definir os pontos de ajuste ideais de depuração e regeneração. O  sensor  de dióxido  de carbono  Vaisala é  altamente estável, muito confiável, não requer calibração de rotina e é capaz de ler os níveis de concentração de gás durante vários meses com uma precisão de <0,5%. Isso é criticamente  importante  para  um armazenamento  bem-sucedido de frutas a longo prazo e requer manutenção mínima por parte do operador.

O artigo foi publicado pela primeira vez no Vaisala News 175/2007 (Penny Hickey, engenheiro de aplicações, Vaisala, Woburn, MA, EUA).

O GMM221 foi substituído pelo GMP251.