Ziemniak Polski 2005 nr 3 39
ZASADY UTRZYMANIA NISKIEGO STĘŻENIA CO
2W PRZECHOWALNIACH ZIEMNIAKÓW
dr Zbigniew CzerkoIHAR Oddział w Jadwisinie, Zakład Przechowalnictwa i Przetwórstwa Ziemniaka e-mail: z.czerko@ihar.edu.pl
iemniaki po zbiorze są przechowywane w różnych obiektach przechowalniczych. Pod względem sposobu utrzymania tempe-ratury i rodzaju systemu wentylacyjnego obiekty przechowalnicze można podzielić na wentylowane mechanicznie oraz grawitacyj-nie (naturalgrawitacyj-nie). Do obiektów wietrzonych grawitacyjnie (naturalnie) należą kopce i piwnice. W obiektach tych wymiana powie-trza odbywa się w większym lub mniejszym stopniu w wyniku grawitacyjnego lub aera-cyjnego przepływu powietrza przez pryzmę. Ze względu na to, że są to najczęściej małe masy bulw, nie dochodzi do dużej koncen-tracji CO2. W kopcach ziemnych przykrytych
na głucho w okresie zimowym bezwietrznym koncentracja CO2 wzrasta na krótko do 2-
-3%.
Badania prowadzone w Stanach Zjedno-czonych, Holandii, Niemczech i Wielkiej Bry-tanii wykazały istotne pogorszenie jakości produktów otrzymywanych z ziemniaków w okresie zimowym (grudzień, styczeń, luty). Ośrodki naukowe w tych krajach koncentro-wały się na pomiarach stężenia CO
W ostatnich latach głównym sposobem przechowywania ziemniaków przeznaczo-nych do przetwórstwa i jadalprzeznaczo-nych są prze-chowalnie. Dwa zasadnicze typy przecho-walni – o składowaniu luzem oraz w paletach skrzyniowych – mają różne systemy wenty-lacji. W przechowalni o składowaniu luzem stosowany jest system przepływowy, w któ-rym podczas wietrzenia powietrze przepływa wokół wszystkich bulw, a po zaprzestaniu wentylacji ruch powietrza przez pryzmę jest ograniczony do minimum. W przechowalni o składowaniu w paletach skrzyniowych sto-sowany jest system opływowy, w którym podczas wentylacji następuje szybka wy-miana powietrza w przestrzeni przechowalni, natomiast ruch powietrza wewnątrz palety skrzyniowej odbywa się zgodnie ze zjawi-skiem grawitacji, przez co wymiana powie-trza w porach między bulwami jest powolna. Tak różne systemy wymiany powietrza w przechowalni mogą prowadzić do różnego stężenia CO2.
Stężenie dwutlenku węgla w przechowalni zależy od intensywności oddychania bulw, masy składowanych ziemniaków oraz od wydajności systemu wentylacji i struktury
budynku. Intensywność oddychania bulw, która jest zasadniczym źródłem stężenia CO2 w przechowalni, zależy od wielu
czynni-ków, ale najistotniejsze to: odmiana, tempe-ratura przechowywania i stan fizjologiczny bulw.
2 w
po-mieszczeniach przechowalniczych i wpływie podwyższonego stężenia tego składnika na barwę produktów smażonych oraz straty masy bulw wskutek naturalnych procesów fizjologicznych i porażenia chorobami. Wyni-ki badań wskazują, że wzrost stężenia dwu-tlenku węgla powyżej 0,8% w atmosferze powoduje pogorszenie barwy produktów smażonych oraz wpływa na wzrost zawarto-ści glukozy i fruktozy, a także ubytków masy bulw. Autorzy uważają, że działanie CO2
można porównać z wpływem niskiej tempe-ratury przechowywania, która powoduje zwiększoną akumulację monosacharydów w bulwach.
Stężenie CO2 w przechowalniach zależy
w dużej mierze od typu przechowalni (struk-tury budynku, rodzaju systemu wentylacji). W badaniach przeprowadzonych w oddziale IHAR w Jadwisinie analizowano zmiany stę-żenia CO2 w przechowalni o składowaniu
luzem i w paletach skrzyniowych. Ogólne dane o systemach wentylacji w badanych przechowalniach przedstawiono w tabeli 1. W przechowalni o składowaniu luzem kuba-tura przypadająca na 1 m3 bulw wynosiła 1,9
m3, a w przechowalni o składowaniu w pale-tach skrzyniowych 2,9 m3. Kubatura prze-chowalni przypadająca na 1 m3 bulw łącznie
z dawką wentylacyjną decyduje o krotności (ilości) wymiany powietrza w przechowalni. W przechowalni o składowaniu luzem ilość
Z
40 Ziemniak Polski 2005 nr 3
wymiany powietrza na godzinę wynosiła 92,3, a w przechowalni o składowaniu w paletach skrzyniowych tylko 25,5.
Na podstawie danych o oddychaniu bulw, wydajności systemu wentylacyjnego i wymia-rach przechowalni wyliczono przebieg spad-ku stężenia CO2 w dwóch typach
przecho-walni. W przechowalni o składowaniu luzem czas wentylacji potrzebny do obniżenia stę-żenia CO2do poziomu 0,060% wynosił 3
mi-nuty, a w przechowalni o składowaniu w pa-letach skrzyniowych 9 minut. Tak krótki czas wentylacji jest bardzo korzystny w procesie wymiany powietrza w przechowalni. Jednak w rzeczywistości zarówno w jednej, jak i w drugiej przechowalni ruch powietrza jest za-kłócany przez pryzmę ziemniaków i odpo-wiednio ustawione palety. Dlatego w prze-strzeni przechowalni występują strefy o większej i mniejszej wymianie powietrza.
Tabela 1
Ogólne dane o systemach wentylacji w badanych przechowalniach
Typ przechowalni Masa składowanych ziemniaków Rodzaj wentylacji Dawka wentylacji m3/h•t Całkowita kubatura prze-chowalni (m3) Kubatura przechowalni przypadająca na 1 m3 bulw Ilość wymiany powietrza (1/h) Składowanie luzem 1000 przepły-wowa 120 2800 1,9 92,3 Składowanie w paletach skrzyniowych 1000 opływowa 72 4320 2,9 25,5
Rzeczywiste pomiary stężenia CO2 w
przechowalniach pokazują, że wzrost stęże-nia CO2 po zaprzestaniu wentylacji, a także
spadek stężenia CO2 podczas wentylacji
przebiega inaczej, niż wynikałoby to z teore-tycznych wyliczeń. W przechowalni o skła-dowaniu luzem tempo wzrostu stężenia CO2
w okresie bez wentylacji jest większe niż w przechowalni o składowaniu w paletach skrzyniowych. Jest to związane z mniejszym wskaźnikiem kubatury przechowalni przypa-dającej na 1 m3
ziemniaków (luzem 1,9, a w paletowej – 2,9). Teoretyczny przyrost stę-żenia CO2 w danym obiekcie przy stałym
źródle zasilania ma przebieg liniowy. W ba-danych przechowalniach przyrost stężenia ma tendencję malejącą. Może się do tego przyczyniać rozciągnięte w czasie rozpra-szanie CO2 poza strefę pryzmy bulw w
trud-no dostępnych przestrzeniach przechowalni (przestrzeń kanałów wentylacyjnych).
Po rozpoczęciu wentylacji powietrzem zewnętrznym następuje spadek stężenia CO2. W obu typach przechowalni osiągnięcie
stężenia do poziomu 0,060% następuje do-piero po 60 minutach. Skoro więc czas wen-tylacji potrzebny do obniżenia temperatury w tego typu przechowalniach wynosi 2- -10
h/dobę, to proces obniżania CO2 do
najniż-szego poziomu będzie zachodził w każdym cyklu wietrzenia.
Na rysunku 1 przedstawiono przykład zmian CO2 w przechowalni o składowaniu w
paletach skrzyniowych podczas wietrzenia schładzającego ziemniaki. O godzinie 21.00 zostaje załączony system wentylacyjny i temperatura spada. Jednocześnie następuje spadek stężenia CO2 z 500 ppm (0,5%) do
60 ppm (0,06%). Wahania temperatury, a także stężenia CO2 w okresie wietrzenia są
związane z rodzajem zastosowanego obiegu powietrza (zewnętrzne – mieszane).
Ogólne dane o stężeniu CO2 w obu
prze-chowalniach przedstawiono w tabeli 2. Śred-ni poziom CO2 w długotrwałym okresie
prze-chowywania wynosił w przechowalni o skła-dowaniu luzem 0,370%, a w przechowalni o składowaniu w paletach skrzyniowych 0,119%. Maksymalne wartości stężenia CO2,
które wynosiły 1,300% w przechowalni lu-zem i 0,500% w przechowalni o składowaniu w paletach skrzyniowych, osiągnięto w sytu-acjach, kiedy występował dłuższy okres bez wietrzenia (24-30 godzin), sztucznie wydłu-żony w omawianym doświadczeniu.
Ziemniak Polski 2005 nr 3 41
Rys.1. Stężenie dwutlenku węgla w przechowalni o składowaniu w paletach k i h Jadwisin 03.10.2004 do 04.10.2004 0 100 200 300 400 500 600 14.0015.0016.0017.00 18.0019.0020.0021.0022.0023.00 24.0001.0002.0003.0004.0005.0006.00 07.0008.0009.0010.0011.0012.00 Godziny S tezen ie C O 2 (p p m ) 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 T e m p er atu ra CO2 Temp Tabela 2
Ogólne dane o stężeniu CO2
w przechowalni o składowaniu luzem i w paletach skrzyniowych
Stężenie CO2 (%)
Wyszczególnienie
luzem palety skrzyniowe Średnie stężenie
Stężenie po 18 godzinach – bez wentylacji Stężenie po wentylacji
Maksymalne zanotowane stężenie
Tempo przyrostu CO2 bez wietrzenia (CO2/h)
Tempo spadku CO2 podczas wietrzenia (CO2/h)
0,345 0,770 0,050 1,300 0,060 0,700 0,119 0,210 0,050 0,500 0,120 0,120 Wnioski
1. Stężenie CO2 w przechowalni powyżej
1,5% może powodować obniżenie jakości bulw jako surowca do przerobu na produkty spożywcze.
2. Przechowalnie wyposażone w sprawny system wentylacji i właściwie eksploatowane umożliwiają utrzymanie dopuszczalnego stężenia CO2.
3. Codzienne wietrzenie przechowalni powietrzem zewnętrznym przez 30 minut redukuje stężenie CO2 do niskiego poziomu
(0,10%).
Literatura
1. Briddon A., Jina A. 1996. Fry colours improve with
preconditioning but carbin dioxide can be damaging. Sutton Bridge Experimental Unit. – Ann. Rev.: 8-10;
2. Burton W. G. 1978. Post-harvest behaviour and
storage of potatoes. Cooke T.H. (Ed.). Acad. Press London. – Appl. Biol. 2: 86-228; 3. Czerko Z. 2004. Zmiany stężenia CO2 w dwóch typach przechowalni ziemniaków. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 500: 439-446; 4. Frydecka-Mazurczyk A. 1982. Oddycha-nie bulw ziemniaka w czasie wzrostu i przechowywa-nia. – Ziemniak: 125-135; 5. Kubicki K. 1988. Biolo-giczne i techniczne uwarunkowania przechowywania ziemniaków. PWN Warszawa: 207 s.
