Maintenir la récolte des pommes fraîches

L'entreposage en atmosphère contrôlée nécessite des mesures précises du dioxyde de carbone

L'entreposage en atmosphère contrôlée (AC) est une technique très répandue pour le stockage à long terme des fruits et légumes fraîchement récoltés. Historiquement, l'entreposage en AC a été la première méthode utilisée pour le stockage à long terme des pommes. En appliquant un processus biologique appelé respiration, les pommes absorbent l'oxygène et génèrent du dioxyde de carbone, de l'eau et de la chaleur. L'entreposage en atmosphère contrôlée est un processus entièrement naturel qui réduit les effets de la respiration à un minimum en contrôlant les conditions environnementales auxquelles le fruit stocké est soumis. L'entreposage en AC permet d'acheter toute l'année des pommes juteuses et croquantes. Ainsi, de nombreuses variétés de pommes sont conservées pendant 9 à 12 mois en atmosphère contrôlée, par rapport à 2 à 3 mois seulement en utilisant le stockage réfrigéré.

Importance des conditions optimales

Pour bien préserver les pommes, l'atmosphère de stockage doit avoir une concentration contrôlée d'humidité, d'oxygène (O2), de dioxyde de carbone (CO2) ainsi qu'une surveillance de la température. Les concentrations d'O2 et de CO2 sont les facteurs critiques de l'entreposage en AC. Elles doivent être maintenues à une valeur comprise entre 0,5 et 2,5 %. Les concentrations optimales précises ne sont pas identiques pour toutes les variétés de pommes (p. ex. les Golden Delicious peuvent nécessiter d'autres conditions que les Jonagold, etc.). L’humidité relative est maintenue dans une plage de 90 à 95 %. Une humidité relative élevée ralentit la perte d'eau et augmente la durée de conservation du produit, alors qu'une humidité trop près de la saturation est propice à la croissance bactérienne. La température du conteneur de stockage est maintenue à environ 1 °C, la température la plus basse possible avant l'apparition de dommages tissulaires.

Conception soigneuse du processus

Le processus d'entreposage AC type commence par le remplissage d'une chambre de stockage, ici des pommes. Certaines chambres sont suffisamment grandes pour contenir jusqu'à 400 tonnes de pommes. L'équipement de réfrigération est alors activé pour atteindre la température cible de 1 °C. Pendant le refroidissement, les fenêtres ou autres ouvertures de la chambre sont laissées ouvertes pour empêcher un éventuel effondrement causé par les changements de pression. Quand la température de stockage désirée est atteinte, la chambre est scellée au moyen de la porte étanche à l'air pour créer une atmosphère contrôlée. Ensuite, un générateur d'azote est démarré pour purger la concentration d'O2 dans la chambre qui passe de 21 % (concentration normale de l'air) à environ 3 %. Quand ce niveau est atteint, le fruit continuera à réduire la concentration d'O2 via le processus de respiration. Si la concentration d'O2 passait à zéro, les pommes souffriraient de réactions de fermentation indésirables et irréversibles. Si les niveaux d'O2 passent au-dessous de la concentration sûre, de l'air extérieur est ajouté pour augmenter la concentration d'O2 et obtenir le niveau désiré.

Outre le CO2, les pommes génèrent également de l'éthylène qui accélère la maturité. L'augmentation des niveaux de CO2 interrompra la production d'éthylène et donc ralentira considérablement le processus de maturité des pommes. D'un autre côté, si la concentration de CO2 est trop élevée, elle détruira l'apparence, le goût et la valeur nutritionnelle de la pomme. Pour maintenir le CO2 au niveau désiré, l'excès de CO2 contenu dans l'air de la chambre doit être éliminé. Des analyseurs de gaz sont utilisés pour surveiller et contrôler l'apport et le retrait d'O2, ainsi que la réduction du CO2 pendant la période d'entreposage. Etant donné que ces analyseurs sont chargés de contrôler les concentrations de gaz désirées dans les chambres, ils jouent un rôle critique dans le fonctionnement du système.

Des sacs de chaux aux méthodes plus sophistiquées

Il y a des années, les exploitants des chambres d'entreposage utilisaient de la chaux hydratée pour contrôler le CO2 dans le fruit. Des sacs de chaux étaient chargés sur des palettes et déposés dans le magasin afin d'absorber tout le CO2 généré par les pommes, ce qui avait souvent l'effet d'éliminer le CO2. La chaux (oxyde de calcium, CaO) absorbe le CO2 et réagit pour former du carbonate de calcium (calcaire, CaCO3). Une fois la chaux convertie en carbonate de calcium, l'exploitant était contraint d'aérer manuellement ou d'injecter de l'azote dans la pièce pour contrôler le niveau de CO2. Les générateurs d'azote nécessitent de grands et puissants compresseurs d'air, une solution très onéreuse si elle est utilisée en continu. Un épurateur de dioxyde de carbone est une méthode plus efficace et moins chère pour extraire et contrôler le CO2 dans un magasin de fruits. Les épurateurs de CO2 éliminent non seulement le CO2 mais aussi certains composés organiques volatils (COV) et l'éthylène, assurant ainsi le stockage optimal du fruit.

Épurateurs de CO2 intelligents

Storage Control Systems, Inc. est une entreprise spécialisée dans les analyseurs de gaz, les générateurs d'azote et les épurateurs de CO2 pour systèmes d'entreposage en AC. Avec plus de 25 ans d'expérience dans ce domaine, elle compte parmi les entreprises de stockage en AC les plus anciennes du monde. SCS a mis au point un épurateur de CO2 unique en son genre, appelé le Series II Smart Scrubber. Cet épurateur est constitué de deux lits cylindriques contenant du charbon actif. Le charbon actif est un matériau adsorbant poreux. Autrement dit, les molécules de dioxyde de carbone sont attirées et adhèrent à la surface du charbon. Le charbon actif arrive progressivement à saturation, il est donc nécessaire de purger les lits périodiquement à l'air frais pour éliminer le CO2. Cette unité est programmée pour effectuer l'adsorption sur un lit alors que la purge à l'air frais a lieu sur l'autre lit pour permettre l'épuration continue. L'épurateur de CO2, Series II Smart Scrubber, comprend aussi un cycle « DeOx » pour réduire le retour d'oxygène au minimum dans la chambre en AC. L'épurateur Series II Scrubber utilise un automate programmable industriel (API) avec une interface d'écran tactile en couleur pour le contrôle et les fonctions de séquençage. L'interface de l'API permet de programmer facilement des concentrations de CO2 et d'obtenir ainsi des conditions d'entreposage de fruits frais extrêmement efficaces. 

Le module de dioxyde de carbone Vaisala CARBOCAP® GMM221 sert à surveiller le CO2 à la sortie des lits qui contrôle la commutation du processus, de l'épuration à la régénération et vice versa, au point le plus efficace. Au début du cycle, le GMM221 effectue également un contrôle instantané du CO2 en provenance de la chambre. Ces informations sont enregistrées dans l'API. Les valeurs servent à définir les points d'épuration et de régénération optimaux. Le capteur de dioxyde de carbone de Vaisala est extrêmement stable, particulièrement fiable et ne nécessite aucune routine d'étalonnage. Il permet de lire les niveaux de concentration du gaz pendant plusieurs mois à une précision < 0,5%. Cette propriété permet de garantir la réussite à long terme du stockage des fruits et ne nécessite que peu de maintenance de la part de l'exploitant du système.

L'article a été publié pour la première fois dans les Actualités Vaisala 175 / 2007 (Penny Hickey, Application Engineer, Vaisala, Woburn, MA, USA).

Le modèle GMM221 est remplacé par le modèle GMP251.