شماره تماس: 021-66903810-11

سردخانه کنترل اتمسفر چیست و کاربرد آن

سردخانه کنترل اتمسفر چیست؟ مزایا و معایب استفاده از آن چیست؟ این نوع از سردخانه در چه مواردی مورد استفاده قرار می گیرد و فرآیند آن به چه صورت است؟ جهت فهمیدن پاسخ این سوالات و کسب آگاهی بیشتر درباره سردخانه کنترل اتمسفر با ما همراه باشید.

سردخانه کنترل اتمسفر

سردخانه کنترل اتمسفر (Controlled atmosphere (CA) storage) فرآیند یا سیستمی است که در آن کالاهای فاسد شدنی مانند میوه ها، سبزیجات، گل های بریده شده از شاخه و دانه ها، آجیل و مواد اولیه تحت شرایط محیطی تعریف شده ذخیره می شوند تا دوره قابل استفاده بودن آن ها پس از برداشت افزایش یابد.

شرایط محیطی خاص ممکن است بسته به کالایی که در نظر گرفته می شود متفاوت باشد و ممکن است شامل ذخیره سازی در پایین ترین دمای قابل قبول برای جلوگیری از آسیب یخ زدگی یا سرد شدن بیش از حد، پایین ترین سطح قابل قبول اکسیژن و دی اکسید کربن برای کاهش سرعت یا توقف رشد و رسیده شدن بیش از حد کالای نگهداری شده، پایین ترین سطح اتیلن قابل قبول برای از بین بردن امکان شروع یا افزایش احتمال رسیده شدن بیش از حد ماده و سطوح رطوبت بالا برای به حداقل رساندن امکان از دست دادن رطوبت از کالا باشد.

سطوح مطلق یا مطلوب این متغیرهای محیطی بر اساس نوع کالا و شرایط مختلف، با یکدیگر متفاوت است. علاوه بر این، پاسخ بافت کالا ممکن است به دلیل تعامل بین این متغیرها متفاوت باشد که تحت تأثیر شرایط پیش از برداشت و عوامل آب و هوایی منطقه ای است که کالا در آن رشد می کند.

هدف از به کارگیری فناوری سردخانه کنترل اتمسفر، تمدید دوره بازاریابی مفید برای کالا در طول ذخیره سازی، حمل و نقل و توزیع است تا کیفیت، ارزش غذایی یا ارزش بازار محصول برای مصرف نهایی بیش از آن چه که فقط با استفاده از نگهداری در روش های دیگر قابل دستیابی است حفظ شود.

بنابراین سردخانه کنترل اتمسفر باید به عنوان مکملی برای تبرید جهت نگهداری محصول پس از برداشت در نظر گرفته شود. اصول اقتصادی عرضه و تقاضا برای کالا در رابطه با هزینه، فایده و عملی بودن، نهایتاً استفاده یا عدم استفاده از فناوری سردخانه کنترل اتمسفر برای نگهداری پس از برداشت محصول برای مصرف یا استفاده نهایی را تعیین می کند.

 

تاریخچه استفاده از سردخانه کنترل اتمسفر

علاقه تجاری به توسعه و اجرای سردخانه کنترل اتمسفر برای حمل و نقل و ذخیره سازی میوه ها و سبزیجات تازه رو به افزایش است. تلاش برای بهبود استفاده از فناوری سردخانه کنترل اتمسفر برای میوه هایی مانند سیب و گلابی که از بیش از 70 سال پیش آغاز شد، همراه با علاقه و کاربرد روز افزون برای استفاده از فناوری سردخانه کنترل اتمسفر برای انواع میوه ها و سبزیجات تازه در حال گسترش در سرتاسر جهان است.

دیوید بیشاپ در سال 1990 فناوری های مربوط به سردخانه کنترل اتمسفر را که برای ایجاد، نظارت و کنترل استفاده می شود، خلاصه کرد که باعث ارائه یک نمای کلی بسیار مفید از موضوع مورد بحث می شود.

به گفته دالریمپل در سال 1969، اولین مطالعه علمی ثبت شده برای سردخانه کنترل اتمسفر در اوایل دهه 1800 در فرانسه توسط ژاک اتن برارد، شیمیدان دانشکده داروسازی در مونپلیه انجام شد. مطالعات او نشان داد که میوه های برداشت شده از اکسیژن استفاده می کنند و دی اکسید کربن تولید می کنند. او کشف کرد که میوه هایی که در هوای خالی از اکسیژن نگهداری می شوند، نمی رسند.

او این تحقیقات را که ظاهراً در دمای اتاق انجام شده بود به چندین میوه گسترش داد. در مورد هلو و آلو و زردآلو عمر مفیدی تا 1 ماه و با سیب و گلابی حدود 3 ماه ماندگاری مفید پیدا کرد. علاوه بر این، او دریافت که میوه ها پس از بازگرداندن به هوا می رسند، به شرطی که برای مدت طولانی بدون اکسیژن در انبار نگهداری نشوند.

دیدگاه جالبی که از تحقیقات پیشگامانه پروفسور برارد در حدود 2 قرن پیش به دست می آید، مربوط به تحقیقات و مشاهدات کنونی اپراتورهای سردخانه کنترل اتمسفر تجاری است که سیب هایی که بیش از 6 ماه در سطوح بسیار کم اکسیژن 5/0 تا 0/1 درصد ذخیره می شوند، اغلب به طور نامناسبی می رسند. مطالعات برارد که در سال 1821 منتشر شد، او را تحسین کردند و جایزه بزرگ Grand Prix de Physique را از آکادمی علوم فرانسه به ارمغان آورد. این مطالعات ظاهراً دانشمندان دیگر را برای انجام تحقیقات مشابه ترغیب کرد که برخی از آن ها در انتشاراتی توسط وزارت کشاورزی ایالات متحده بررسی شده است.

اولین تلاش های ثبت شده در سردخانه کنترل اتمسفر برای میوه ها در ایالات متحده در شمال اوهایو توسط بنجامین نایس در حدود سال 1865 انجام شد. او از اصول تنفس میوه آگاه بود و یک اتاق ذخیره سازی فلزی با پوشش فلزی با ظرفیت حدود 4000 بوشل (Bushel) ساخت.

این اتاق ذخیره سازی با یخ خنک می شد تا دمای ذخیره سازی دقیقاً در دمای بالاتر از نقطه انجماد آب حفظ شود. سیب ها به صورت تجاری در انبار کلیولند در شرایط قابل فروش تا 9 ماه پس از برداشت نگهداری می شدند. نایس چندین حق اختراع ایالات متحده را در مورد فناوری ذخیره سازی خود به دست آورد.

ملاحظات فیزیولوژیکی مواد نگهداری شده در سردخانه کنترل اتمسفر

محدودیت های بیولوژیکی تعریف شده ای برای محیط زیست وجود دارد که می توان از آن ها برای نگهداری میوه ها و سبزیجات تازه پس از برداشت استفاده کرد. فرآیندهای اساسی تعرق، تنفس و دگرگونی های بیوشیمیایی ممکن است در بافت های گیاهی به همان شیوه قبل از برداشت ادامه پیدا کند. با این حال، این فرآیندها بدون پر کردن ذخایر یا کنترل متابولیک از گیاه مادر انجام می شود.

ماهیت این فرآیندهای سلولی را می توان تغییر داد، و سرعت واکنش شیمیایی را می توان با دستکاری دما و غلظت گازهای فعال بیولوژیکی مانند بخار آب، اکسیژن، دی اکسید کربن و اتیلن تغییر داد. فراتر از حدود معینی از ترکیب دما و اتمسفر گاز و با توجه به ماهیت و دسته بندی کالا، ممکن است اختلالات فیزیولوژیکی ایجاد شود که با از بین بردن ظاهر، طعم، ارزش غذایی یا سالم بودن، عمر مفید کالا را خاتمه دهد.

توسعه و بکارگیری روش های موفق نگهداری پس از برداشت برای میوه ها و سبزیجات تازه ، تا حد زیادی به درک برخی از جنبه های اساسی زیست شناسی، مهندسی و اقتصادی بستگی دارد که در نگهداری و توزیع این مواد فاسد شدنی مهم هستند. کاربرد قبلی و در حال حاضر سردخانه کنترل اتمسفر عمدتاً با ذخیره میوه ها سر و کار داشته و دارد. سردخانه کنترل اتمسفر به عنوان تکنیکی برای نگهداری پس از برداشت برخی از میوه های تازه و سبزیجات از چندین قرن پیش به وجود آمدند.

این زمان، مدت ها قبل از درک نقش اکسیژن و دی اکسید کربن در چرخه حیات گیاهی بود. برخی از آزمایش ها و تجربیات اولیه شایان ذکر است، زیرا آگاهی و چشم اندازی را برای حفظ مواد فاسد شدنی فراهم می کنند. رسم چند صد ساله دفن برخی میوه ها و سبزیجات در داخل زمین پس از محصور کردن در بسته بندی های مختلف و محافظت از یخ زدگی با پوشاندن آن ها با خاک و مواد عایق، نمونه دیگری از موفقیت در افزایش عمر مفید مواد فاسد شدنی است.

نمونه های متعدد دیگری از عمل ذخیره سازی زیر زمینی در مقیاس بزرگ تر برای به دست آوردن مزایای کاهش دمای محصول وجود دارد. این روش ها شامل ذخیره سازی میوه ها و سبزیجات در غار است که در چین انجام می شود. امروزه ذخیره سازی سیب و گلابی در غارها هنوز در چین انجام می شود و نتایج این فناوری ذخیره سازی نسبتاً پیچیده و با هزینه به مراتب کمتر با نتایجی که به وسیله وسایل مدرن به دست می آید قابل رقابت است.

با کاهش دما می توان باعث کاهش سرعت تنفس، کنترل رشد انواع میکرو ارگانیسم ها در گیاهان و به تعویق افتادن فعالیت متابولیکی در بافت های گیاهی شد. کاهش دما به میزان 10 درجه سانتیگراد باعث کاهش میزان تنفس در گیاهان به مقدار نصف یا یک سوم می شود. با این که میزان تنفس در گیاهان مختلف، متفاوت است اما این میزان به مقدار قابل توجهی کمتر از سایر جانوران است. با این حال در اندام های در حال رشد گیاهان میزان تنفس بالاتر بوده و به خاطر بالاتر و شدیدتر بودن میزان تنفس در گل های در حال باز شدن، ماندگاری و عمر این اندام ها کوتاه تر است.

 

مزایای استفاده از سردخانه کنترل اتمسفر

در ادامه به بررسی مزایای استفاده از این نوع سردخانه ها پرداخته می شود:

  • قابلیت نگهداری طولانی تر و افزایش کیفیت میوه و سبزیجات
  • عدم استفاده از مواد شیمیایی در فرایند نگهداری مواد غذایی مورد مصرف
  • جلوگیری از ایجاد به هم ریختگی فیزیولوژیکی در بافت های زنده مواد غذایی و ایجاد فساد توسط میکرو ارگانیسم های غیر هوازی

برای افزایش طول ﻋﻤﺮ و ﮐﯿﻔﯿﺖ بعد از ﺑﺮداﺷﺖ ﻣﺤﺪوده وﺳﯿﻌﯽ از ﻣﯿﻮه ﻫﺎ و سبزیجات نگهداری آن ها توسط سردخانه هایی با قابلیت کنترل اتمسفر فاکتورهایی مانند مقدار گاز و درجه حرارت بسیار تعیین کننده است و علت استفاده تجاری از سردخانه کنترل اتمسفر، نگهداری از میوه و سبزیجات در طولانی مدت و خارج از فصل برداشت است. عدم استفاده از مواد شیمیایی در مواد غذایی مصرفی از دیگر مزیت های این سردخانه است.

میوه های نگهداری شده در سردخانه های کنترل اتمسفر از کیفیت بسیار بهتری برخوردار می شوند. به طور مثال آلو، هلو، شلیل، سیب، گلابی، کیوی و موز در صورت نگهداری در مدت زمان مشابه با سردخانه معمولی دارای کیفیت بسیار بهتری خواهند بود. در مورد هلو و شلیل علاوه بر افزایش عمر در انبار ماندن آن، از نرمی و تغییر و نامناسب شدن طعم جلوگیری می کند. در ادامه به میزان اکسیژن مورد نیاز و مدت نگهداری برای برخی از میوه ها اشاره شده است:

میوه  های نگهداری شده در سردخانه های کنترل اتمسفر

ﺗﺮﮐﯿﺐ ﻫﻮا در این نوع از سردخانه ها ﺷﺎﻣﻞ ۷۸ درﺻﺪ نیتروژن، ۲۱ درﺻﺪ اﮐﺴﯿﮋن و ﻣﺎﺑﻘﯽ را ﮔﺎز کربن دی اکسید و ﮔﺎزﻫﺎی دﯾﮕﺮ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻣﯽ دﻫﻨﺪ. به خاطر تنفس میوه های موجود در انبار، به تدریج طی حدود 3 هفته اکسیژن موجود کاهش می یابد. به ‏همین جهت با افزایش غلظت گاز نیتروژن، میزان اکسیژن را ثابت نگه می دارند. در نتیجه این امر، ﻣﯿﺰان ﺗﻨﻔﺲ ﮐﺎﻫﺶ ﯾﺎﻓﺘﻪ و زﻣﺎن ﻣﺎﻧﺪﮔﺎری ﻃﻮﻻﻧﯽﺗﺮ ﻣﯽ ﺷﻮد، اﻣﺎ باید کنترل درصد گازها به صورت ﺻﺤﯿﺢ انجام ﮔﯿﺮد ﺗﺎ از ایجاد به هم ریختگی فیزیولوژیکی در بافت های زنده مواد غذایی و ایجاد فساد توسط میکروارگانیسم های غیر هوازی ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﺷﻮد. برای اطلاع از شرایط نگهداری میوه در سردخانه میتوانید مقاله مرتبط با سردخانه میوه را بخوانید.

 

معایب استفاده از سردخانه کنترل اتمسفر

  • غیر قابل تنفس بودن هوای داخل سردخانه
  • بیش از چند بار نمی توان در سردخانه را باز یا بسته کرد
  • بالاتر بودن هزینه این نوع سردخانه

 

تجهیزات مورد استفاده در سردخانه کنترل اتمسفر

  • دستگاه تولید گاز نیتروژن برای کنترل مقدار اکسیژن
  • سیستم کنترل
  • مبدل اتیلن
  • سیستم رطوبت زایی
  • درب های فشرده شده با گاز
  • مواد آب بندی گازی
  • تجهیزات جانبی مانند بافرهای انعطاف پذیر، شیرهای فشار بالا

 

موارد استفاده از سردخانه کنترل اتمسفر

این نوع سردخانه ها قابلیت نگهداری و حفظ تمام محصولات باغی و سبزی ها و حتی میوه های آجیلی در شرایط کنترل شده با کیفیت بهتری نسبت به سردخانه های معمولی را دارا هستند. برای احداث سردخانه محصولات کشاورزی میتوانید مقاله آن را مطالعه کنید.

آفات محصولاتی مثل پسته، بادام، فندق و تمامی محصولاتی که در معرض آفات و حشرات هستند توسط این سیستم از بین می روند. هم چنین انواع سبزیجات حساس مثل انواع گل کلم، کلم بروکلی، گوجه فرنگی، کاهو و … با استفاده از این دسته از انبارها برای مدت طولانی تر و با کیفیت بهتر و بالاتر نگهداری می شوند.

مقاله مرتبط: سردخانه گوجه فرنگی و شرایط نگهداری گوجه‌ در سردخانه

 

تشریح فرآیند در سردخانه کنترل اتمسفر

اﯾﻦ ﺳﺮدﺧﺎﻧﻪ ﺷﺎﻣﻞ ﯾﮏ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻣﺠﻬﺰ ﺑﻪ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺑﺮودﺗﯽ (دمای صفر تا 5 درجه سانتی گراد) ﺑﺎ اﻣﮑﺎن ﺗﺰرﯾﻖ و ﮐﻨﺘﺮل ﻏﻠﻈﺖ ﮔﺎزﻫﺎی نیتروژن، اکسیژن و کربن دی اکسید به ﺻﻮرت ﺧﻮدﮐﺎر اﺳﺖ. ﮔﺎز نیتروژن به ﻋﻨﻮان گاز ﭘﺮﮐﻨﻨﺪه اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه و ﺑﺎ اﻧﺘﺨﺎب ﻏﻠﻈﺖ مناسب برای گازهای کربن دی اکسید و اکسیژن، غلظت گاز نیتروژن ﺗﺎ رﺳﯿﺪن ﺑﻪ ﻓﺸﺎر اﺗﻤﺴﻔﺮ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﻣﯽ ﮔﺮدد.

میزان دﻣﺎی ﺳﺮدﺧﺎﻧﻪ، ﺗأﺛﯿﺮ قابل توجهی ﺑﺮ ﺗأﺧﯿﺮ زﻣﺎﻧﯽ در فرآیند ﻗﻄﻊ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺑﺮودﺗﯽ و ﻫم چنین ﻗﻄﻊ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺗﺰرﯾﻖ ﮔﺎز ﭘﺲ از رﺳﯿﺪن ﺑﻪ ﻏﻠﻈﺖ مناسب دارد.

همان طور که اشاره شد، در اثر تنفس، سطح اکسیژن اتمسفر سردخانه پایین آمده و به تدریج به مقدار گاز کربن دی اکسید افزوده می شود و به حد نامطلوب و زیان آور خواهد رسید. همچنین اﻓﺰاﯾﺶ ﻧﺴﺒﺖ کربن دی اکسید ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ دو ﮔﺎز نیتروژن و اکسیژن موجب افزایش ﺧﻄﺎی ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺑﺮودﺗﯽ شده و هم چنین باعث کمتر شدن ﺗﺎﺧﯿﺮ زﻣﺎﻧﯽ در ﻗﻄﻊ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺑﺮودﺗﯽ ﻣﯽشود.

بنابراین مقدار گاز کربنیک را در فواصل معین بایستی از انبار خارج (اسکرابینگ) کرد. ﮐﺎﻫﺶ بیش از حد دﻣﺎ در داﺧﻞ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﺳﺮدﺧﺎﻧﻪ با ﺗﺰرﯾﻖ ﮔﺎز کربن دی اکسید ﻣﻮﺟﺐ اﻓﺰاﯾﺶ احتمال ﺧﻄﺎی ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺑﺮودﺗﯽ ﻣﯽ ﺷﻮد. ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺗﺰرﯾﻖ ﮔﺎز ﺑﺎ میزان ﺧﻄﺎی ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ 55/17 درﺻﺪ، ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﮔﺎزﻫﺎی درون ﻣﺤﻔﻈﻪ ﺳﺮدﺧﺎﻧﻪ را دارد.

 

هزینه ساخت سردخانه کنترل اتمسفر

یکی از عوامل تعیین کننده در قیمت و هزینه احداث سردخانه کنترل اتمسفر، نوع و ابعاد آن است. علاوه بر موارد ذکر شده، عوامل زیر نیز در تعیین قیمت وابسته است:

  • دمای عملکرد
  • برق مصرفی
  • نوع کمپرسور
  • تجهیزات کنترلی

میزان کیفیت قطعات استفاده شده با قیمت ساخت و احداث سردخانه رابطه مستقیم دارد و هرچه کیفیت بالاتر باشد، قیمت نیز افزایش خواهد یافت.

 

سخن پایانی

در این مطلب سعی شد تا درباره سردخانه کنترل اتمسفر و فرآیند آن، مزایا و معایب استفاده از این سردخانه و تمامی موارد مرتبط با این نوع سردخانه صحبت شود و آگاهی همه جانبه ای درباره این نوع از سردخانه ها به خواننده داده شود.

5/5 - (4 امتیاز)

ارسال دیدگاه